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Sistemi complessi, da Sapienza e CNR osservato lo stato vetroso della luce

Sistemi complessi, da Sapienza e CNR osservato lo stato vetroso della luce

Per la prima volta è stata osservata una nuova fase per la propagazione luminosa caratterizzata da proprietà tipiche dello stato vetroso

È quanto emerge da uno studio condotto da un gruppo di ricercatori dell’Università Sapienza di Roma, dell’Istituto sistemi complessi del Consiglio Nazionale delle Ricerche-ISC-CNR e della Hebrew University of Jerusalem, sotto il coordinamento di Eugenio Del Re e Claudio Conti. I risultati sono stati pubblicati sulla rivista Nature Communications

L’ambito di indagine è quello dei sistemi complessi, caratterizzati dalla cosiddetta “rottura di simmetria delle repliche”: un fenomeno teorizzato dal fisico italiano Giorgio Parisi, in base al quale più copie identiche del sistema possono mostrare comportamenti completamente differenti tra loro. 

Finora, il fenomeno di rottura di simmetria delle repliche – definito come fase vetrosa di un sistema disordinato, poiché caratterizzato da proprietà tipiche dello stato vetroso − era stato previsto nella propagazione delle onde non lineari, ma mai osservato.

“Si tratta di una importante verifica fotonica della teoria dei sistemi disordinati. Questo studio dimostra l’universalità del fenomeno di rottura di simmetria delle repliche per onde classiche”, ha commentato Claudio Conti, direttore dell’ISC-CNR. 

Ma da che cosa dipende, e come è stato osservato questo fenomeno nella luce? 

“L’emergere di uno stato vetroso della luce è reso possibile dalla forte interazione disordinata che regola le onde elettromagnetiche quando viaggiano in particolari materiali. Per mettere in luce il fenomeno abbiamo pertanto studiato la propagazione di fasci laser in un sottilissimo film di materiale ferroelettrico disordinato e fotorifrattivo, dove i diversi raggi luminosi si influenzano fortemente ed in modo complesso tra loro”, ha commentato Davide Pierangeli del Dipartimento di fisica di Sapienza. “Con questa abbiamo confermato come realizzazioni analoghe del sistema possano avere proprietà completamente diverse, pur nelle medesime condizioni sperimentali”.

I risultati ottenuti dal gruppo di ricerca forniscono una nuova base da cui testare teorie fisiche finora inesplorate sui sistemi complessi, e aprire a diverse applicazioni

“La scoperta di una fase vetrosa per la luce apre prospettive uniche per lo studio sperimentale di quei fenomeni complessi che raramente trovano una realizzazione in condizioni di laboratorio controllate. La fisica dei sistemi disordinati ha infatti implicazioni enormi nella biologia, nelle neuroscienze, nelle dinamiche sociali, nelle nanotecnologie e nello sviluppo di nuovi materiali,” ha concluso Eugenio Del Re del Dipartimento di fisica di Sapienza.

Fonte Università Sapienza di Roma, CNR
Data pubblicazione 03/01/2018
Tag Scienze fisiche e ingegneria
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