Un lavoro "tenace", in assoluta solitudine e sfidando il paradigma scientifico dominante ma "basato su solidi dati empirici": con questa motivazione l'Accademia Reale delle Scienze di Svezia ha conferito il Premio Nobel per la Chimica 2011 a Daniel Shechtman, il chimico israeliano che ha scoperto i quasicristalli. Quando lui li osservò, per la prima volta nel suo microscopio elettronico, la mattina dell'8 aprile 1982, egli stesso non poteva crederci; ed esclamò in ebraico, "Eyn Chaya Kazo", "Non ci può essere una tale creatura". Fino a quell'epoca si riteneva che in tutta la materia solida, gli atomi fossero imballati all'interno di cristalli con modelli simmetrici, che si ripetevano periodicamente; secondo gli scienziati questa ripetizione era indispensabile per ottenere un cristallo.

L'immagine al microscopio di Shechtman, che all'epoca si era preso un anno sabbatico in Usa (al Nist, Us National Institute of Standards and Tecnology) mostrava invece che gli atomi nel cristallo potevano essere ricreati con un modello che non necessariamente si ripeteva: un tale modello era ritenuto impossibile e sembrava contraddire le leggi della natura. La scoperta fu molto contestata; al punto che per difendere le sue ricerche fu chiesto allo studioso israeliano di lasciare il suo gruppo di ricerca. Tuttavia la sua tenace battaglia costrinse gli scienziati a riconsiderare la concezione della natura della materia stessa. I mosaici a-periodici, come quelli trovati nel mosaici islamici medieovali dell'Alhambra in Spagna e del santuario di Darb i-Imam in Iran, hanno aiutato gli scienziati a capire a cosa assomigliano i quasicristalli a livello atomico. In quei mosaici, come nei quasicristalli, i modelli sono regolari, seguono regole matematiche, ma non sono mai uguali a se stessi.

Da notare un altro concetto affascinante comune tanto ai quasicristalli di Shechtman che ai mosaici aperiodici, ovvero il rapporto aureo. Un concetto derivato dalla matematica e dall'arte, che aveva catturato l'interesse dei matematici sin dalla Grecia antica, dove appariva spesso in geometria. Nei quasicristalli il rapporto tra le varie distanze tra gli atomi è sempre collegato al numero aureo; così come il rapporto tra i rombi più grandi e quelli più sottili, nel mosaico di Penrose è sempre il numero aureo. Dopo la scoperta di Shechtman, gli scienziati hanno prodotto altri quasicristalli in laboratorio e scoperto quasicristali naturali anche in campioni di materiale prelevati da un fiume russo, il fiume Khatyrka. E la scoperta è rapidamente passata all'industria. Un'azienda svedese ha anche scoperto che i quasicristalli in determinate forme d'acciaio rafforzano il materiale come un'armatura; e adesso usa questo materiale per produrre lame e aghi sottilissimi utilizzati per particolari operazioni chirurgiche agli occhi. Proprio a causa della loro particolare struttura atomica, i quasicristalli, anche chiamati solidi quasi periodici, sono cattivi conduttori di calore ed elettricità, estremamente duri e hanno superfici che non attaccano; e quindi sono utilizzati nei cosiddetti materiali termoelettrici e nei motori diesel; e attualmente gli scienziati li stanno sperimentando anche per i rivestimenti delle padelle antiaderenti.

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05/10/2011