Fisica della materia condensata
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La fisica della materia condensata è la branca della fisica che studia le proprietà fisiche microscopiche della materia. In particolare si occupa delle fasi condensate, osservabili quando il numero di costituenti del sistema è grande e le reciproche interazioni sono forti. Gli esempi più familiari di fasi condensate sono la fase solida e quella liquida, dovute ai legami e all'interazione elettromagnetica tra atomi. Altre fasi condensate più 'esotiche' sono la fase superfluida, il condensato di Bose-Einstein osservato in alcuni sistemi atomici a temperature molto basse, la fase superconduttiva degli elettroni di conduzione di certi materiali e le fasi ferromagnetica ed antiferromagnetica degli spin di taluni reticoli atomici.
La fisica della materia condensata è di gran lunga il campo di ricerca più ampio della fisica contemporanea e ha numerose sovrapposizioni con la chimica, la scienza dei materiali, le nanotecnologie e l'ingegneria. Numerosi sono i progressi compiuti recentemente nella teoria della fisica della materia condensata.
Secondo una stima, un terzo di tutti i fisici americani si identifica in un fisico della materia condensata. Storicamente la fisica della materia condensata nasce dalla fisica dello stato solido, considerata ora uno dei suoi sottocampi. Il termine 'fisica della materia condensata' è stato coniato da Philip Anderson quando rinominò il suo gruppo di ricerca nel 1967 precedentemente dedicato allo stato solido. Nel 1978 la Divisione di Fisica dello Stato Solido dell'American Physical Society fu rinominata Divisione di Fisica della Materia Condensata. Il motivo di questo cambiamento di nome è dovuto al fatto che molti dei concetti e delle tecniche sviluppati per lo studio dei solidi si applicavano anche ai sistemi fluidi. Per esempio gli elettroni di conduzione in un conduttore elettrico formano un tipo di fluido quantistico con essenzialmente le stesse proprietà dei fluidi fatti di atomi. Il fenomeno della superconduttività, in cui gli elettroni condensano in una nuova fase fluida in cui scorrono senza alcun tipo di dissipazione, è intimamente connessa e analoga alla fase superfluida dell'elio 4 a basse temperature.
[modifica] Principali branche
[modifica] Campi di ricerca
- Principali teorie
- Fasi
- Fasi generiche - Gas; Liquido; Solido; Plasma
- Fasi a basse temperature - Condensato di Bose-Einstein; Gas di Fermi; Liquido di Fermi; Condensato fermionico; Fermioni Composti; Liquido di Luttinger; Supersolido; Superfluido
- Fenomeni di fase - Parametri d'Ordine; Transizioni di fase; Rottura spontanea di simmetria; Curva di raffreddamento
- Reticoli cristallini
- Tipi - Isolanti; Metalli; Semiconduttori; Semimetalli; Quasicristalli; Eterostrutture
- Proprietà elettroniche - Banda proibita; Teorema di Bloch; Banda di conduzione; Massa effettiva; Conduzione elettrica; Lacuna; Banda di valenza
- Fenomeni elettronici - Effetto Kondo; Eccitoni; Plasmoni; Effetto Hall quantistico; Superconduzione; Cristallo di Wigner; Termoelettricità
- Fenomeni reticolari - Antiferromagnetismo; Effetto ferroelettrico; Ferromagnetismo; Magnoni; Fononi; Spin glass; Difetti topologici
- Materia molle
- Nanotecnologia
- Sistemi nano-elettromeccanici (NEMS)
- Magnetic resonance Force Microscopy
- Trasporto di calore alle nanoscale
- Trasporto di spin (Spintronica)
[modifica] Collegamenti esterni
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