Controllare il magnetismo con l’elettricità: la scoperta che rivoluziona l’informatica green

Nel mondo della tecnologia, l’efficienza energetica è diventata una priorità assoluta: data center, intelligenza artificiale, cloud computing: tutto consuma energia, spesso in modo esagerato.

Ma una nuova scoperta sul magnetismo dei ricercatori del Paul Scherrer Institute (PSI), in Svizzera, potrebbe cambiare le regole del gioco.

Una scoperta magnetica… ed elettrica

I ricercatori hanno trovato un modo per controllare il magnetismo all’interno di alcuni materiali usando campi elettrici, molto meno energivori dei tradizionali campi magnetici e questa tecnica si basa su materiali chiamati magnetoelettrici, veri e propri “super-materiali” che potrebbero rivoluzionare la memoria dei computer, i dispositivi medici e persino la conversione dell’energia.

Il protagonista dello studio è un cristallo verde oliva dal nome complesso: ossiseleniuro di rame (Cu₂OSeO₃). A temperature molto basse, al suo interno si formano strutture magnetiche particolari – simili a eliche o coni – create dagli spin degli atomi. Queste strutture sono più grandi del reticolo atomico e possono essere modificate con facilità.

Quando i neutroni guardano dentro la materia

Usando una tecnica avanzata chiamata Small-Angle Neutron Scattering (SANS), i ricercatori hanno osservato come queste strutture magnetiche si muovano quando viene applicato un campo elettrico. Risultato? Le trame magnetiche si spostano e si orientano come se venissero guidate, un po’ come vele spinte da un vento elettrico.

È la prima volta nella storia della fisica che un materiale mostra questo tipo di comportamento controllabile in modo continuo attraverso l’elettricità. Il fenomeno è stato chiamato deviazione magnetoelettrica.

Tre comportamenti diversi, un mare di possibilità

Ma non finisce qui. I ricercatori hanno scoperto che le trame magnetiche reagiscono in tre modi distinti a seconda dell’intensità del campo elettrico:

• A bassa intensità, la deviazione è dolce e lineare.
• A media intensità, il comportamento diventa più complesso e non lineare.
• Ad alta intensità, le strutture ruotano di ben 90 gradi, cambiando radicalmente direzione.

Questo apre la strada a nuovi sensori, memorie magnetiche e dispositivi ibridi, dove si possono combinare elettricità e magnetismo per ottenere il massimo con il minimo consumo.

Verso una tecnologia sostenibile

Il bello di tutto questo? È green. Niente più grandi elettromagneti o consumo massiccio di energia. Solo campi elettrici mirati per controllare la memoria, la logica e il comportamento dei materiali magnetici.

“Abbiamo dimostrato che si può guidare il magnetismo con l’elettricità. È un esempio perfetto di ciò che succede quando idee creative si incontrano con infrastrutture scientifiche d’eccellenza”, ha dichiarato Jonathan White, uno degli scienziati coinvolti.

Se oggi il tuo PC o smartphone usa molta energia per leggere e scrivere dati, domani e grazie a ricerche come questa, potrebbe farlo con un’efficienza senza precedenti: e tutto comincia da un piccolo cristallo, e da un’idea geniale.