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Sabato 18 Febbraio un gruppo numeroso di Soci ha visitato la mostra su Semiconduttori e Superconduttori - Dalla Fisica della Materia alla Tecnologia, allestita presso il Dipartimento di Fisica del nostro Ateneo. Il Prof. A. Rigamonti ha accolto il gruppo al suo arrivo al Dipartimento di Fisica "Alessandro Volta" e lo ha accompagnato ai laboratori.
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La visita è iniziata con la proiezione di un interessante filmato didattico sui complessi meccanismi fisici che stanno alla base del funzionamento dei materiali semiconduttori e superconduttori.
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| Celle fotovoltaiche al silicio, transistor, circuiti integrati miniaturizzati, diodi LED emettitori di luce, i laser... Sono moltissime le ricadute tecnologiche delle proprietà fisiche dei materiali semiconduttori, in gran parte note al pubblico proprio per l'ampia gamma delle applicazioni possibili. Tutti ormai, nella nostra vita quotidiana, usiamo e apprezziamo i prodotti di queste tecnologie. Il materiale principe della microelettronica è il silicio. Da fette sottilissime (wafer) di lingotti di silicio fuso si ricavano i chip su cui vengono realizzati i circuiti integrati miniaturizzati. |
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Meno note, probabilmente, le applicazioni della superconduttività, ma proprio per questo più affascinanti e suggestive.
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Tutti sappiamo che i metalli sono conduttori di corrente elettrica. Il passaggio di corrente attraverso di essi avviene quando i portatori di carica al loro interno si muovono per effetto di una differenza di potenziale applicata agli estremi del conduttore. In generale, la resistenza opposta al passaggio della corrente diminuisce col diminuire della temperatura. Nei superconduttori questa diminuzione è netta e drastica quando la temperatura scende al di sotto di una soglia critica.
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E' così che si può realizzare la conduzione perfetta, senza dissipazione di energia grazie alla resistenza pressoché nulla.
Tra le applicazioni di questa proprietà troviamo quindi i cavi superconduttivi per il trasporto di energia elettrica. I risparmi di energia nella distribuzione possono raggiungere anche il 30%.
Segnaliamo che l'azienda italiana Pirelli ha partecipato ad un progetto per la realizzazione di una linea di distribuzione superconduttiva a Detroit. Oltre al trasporto di energia, i cavi superconduttori trovano applicazione nella realizzazione di magneti (per la risonanza magnetica ad es.), accumulatori e motori.
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I materiali superconduttori sono anche "diamagnetici", cioè in grado - in certe condizioni di temperatura - di "espellere" un debole campo magnetico esterno (effetto Meissner).
Esistono poi superconduttori che, in presenza di campi magnetici di data intensità si lasciano attraversare parzialmente dal flusso magnetico, mostrando quindi proprietà di levitazione magnetica con effetto di "ancoraggio invisibile".
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Su queste proprietà si basano i cuscinetti a levitazione magnetica per i volani, capaci di ruotare quasi senza attrito, e i treni MAGLEV, capaci di viaggiare a velocità di oltre 500 km/h. Esistono realizzazioni di treni MAGLEV in Giappone e in Cina.
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| Tra le applicazioni della superconduttività, oltre alla risonanza magnetica nucleare, segnaliamo anche gli SQUID, sensibilissimi sensori di campo magnetico utilizzati per registrare l'attività cerebrale e cardiaca. |
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Successivamente, i partecipanti si sono avviati alla mostra interattiva. Attraverso una serie di esperimenti dal vivo, a cui i visitatori hanno assistito e partecipato interattivamente, sono state illustrate alcune delle applicazioni accennate.
Il Prof. A. Rigamonti ha accompagnato il gruppo nel suo percorso attivo di esplorazione di questi settori di Fisica della Materia, spiegando e rispondendo con competenza e chiarezza alle domande stimolate via via dagli esperimenti interattivi.
Hanno prestato assistenza agli esperimenti interattivi studenti e dottorandi del corso di laurea in Fisica, che ringraziamo per la pazienza e bravura dimostrate.
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Il previsto convivio serale ha poi dato a tutti i partecipanti l'opportunità di ulteriori approfondimenti e scambi di impressioni. Le musiche e i canti tradizionali del nostro Gruppo Musicale hanno allietato la serata.
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