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Enzo Marinari

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Un team nato da una collaborazione italo-spagnola spiega su Nature Physics i fenomeni di ringiovanimento e memoria nei vetri di spin

Pubblicato sulla prestigiosa rivista Nature Physics il lavoro “Memory and rejuvenation in spin glasses: aging systems are ruled by more than one length scale” a firma di una collaborazione italo-spagnola di cui fa parte un gruppo di ricerca del Dipartimento di Fisica di Sapienza Università di Roma.

vetri di spin
Rappresentazione schematica della struttura casuale di un vetro di spin (in alto) e di un ferromagnete (in basso). Disegno sulla base del libro Peter Young, Spin glasses and random fields, World Scientific Publishing, Singapore 1998, ISBN 9810232403, page 100.  Immagine di Zureks, CC0

Pubblicato sulla prestigiosa rivista Nature Physics il lavoro “Memory and rejuvenation in spin glasses: aging systems are ruled by more than one length scale” a firma di una collaborazione italo-spagnola di cui fa parte il gruppo di ricerca basato nel Dipartimento di Fisica della Sapienza Università di Roma composto da Giorgio Parisi (premio Nobel 2021), Enzo Marinari, Ilaria Paga (CNR-Nanotec) e Federico Ricci Tersenghi, e che include per la parte spagnola l’Universidad Complutense di Madrid, l’università di Extremadura e l’università di Zaragoza, oltre ad altre prestigiose istituzioni, italiane, americane e svizzere.

I vetri di spin sono un paradigma dei sistemi complessi, e mostrano proprietà magnetiche sorprendenti, connesse alla ricchezza della “soluzione di Parisi” che li descrive. A basse temperature i vetri di spin rilassano molto lentamente e mostrano il ben noto fenomeno dell’invecchiamento (aging) durante il quale il sistema si evolve sempre più lentamente grazie al fatto che si sviluppano delle correlazioni su distanze che crescono con il tempo.

Durante questa lenta evoluzione, gli esperimenti hanno misurato alcuni sorprendenti fenomeni in cui l’età del sistema sembra spontaneamente diminuire (ringiovanimento) se la temperatura viene ulteriormente abbassata, ma senza realmente dimenticare la sua vera età (memoria). Tali fenomeni sperimentali hanno stimolato la curiosità degli scienziati per 30 anni, senza che ne fosse mai fornita una spiegazione esaustiva.

Nel lavoro appena pubblicato su Nature Physics la collaborazione italo-spagnola è stata in grado di riprodurre tali fenomeni tramite simulazioni numeriche sul potente supercomputer Janus. Questo ha permesso la misura di quantità inaccessibili agli esperimenti che hanno fornito l’evidenza che i vetri di spin riescono a sviluppare contemporaneamente ordinamenti “nascosti” di tipo diverso. La competizione tra questi ordinamenti, che si sviluppano con lunghezze di correlazione diverse, è proprio ciò che permette il manifestarsi di ringiovanimento e memoria.

 

Riferimenti:

Memory and rejuvenation in spin glasses: aging systems are ruled by more than one length scale, Nature Physics, DOI: 10.1038/s41567-023-02014-6

Testo dal Settore Ufficio stampa e comunicazione Sapienza Università di Roma sui fenomeni di ringiovanimento e memoria nei vetri di spin.