Invecchiamento: nuova scoperta apre le porte ad una migliore comprensione

Nuove scoperte sui fenomeni di ringiovanimento e memoria nei vetri di spin. E’ stato appena 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 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.

Il team di studiosi ricorda che 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 studiosi riferiscono che 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, riferiscono gli studiosi, 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.

In particolare, gli scienziati hanno scoperto che esistono due scale di lunghezza differenti in cui gli ordinamenti si sviluppano all’interno dei vetri di spin. La prima è una scala più corta e riguarda la memoria del sistema, mentre la seconda è una scala più lunga e riguarda il ringiovanimento. Queste due scale competono tra di loro e determinano il comportamento del sistema in modo non lineare.

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