I fisici creano bellissime "coreografie" grazie alla termodinamica dei liquidi

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I ricercatori della Aalto University in Finlandia hanno interrotto lo stato di equilibrio termico tra liquidi, promuovendo uno stato “innaturale” e disordinato che ha prodotto forme geometriche affascinanti e potenzialmente utili per la ricerca scientifica.

Lo stato di equilibrio termodinamico è un processo naturale che, per esempio, permette all'olio di galleggiare sopra l'acqua, e al latte di mescolarsi uniformemente al caffè. A tal proposito, il fisico Jaakko Timonen coinvolto nella pubblicazione della ricerca su “Science Advances” ha affermato: “Le cose in equilibrio tendono ad essere piuttosto noiose. Per questo risulta affascinante portare i sistemi fuori equilibrio e vedere se queste strutture possono essere controllate o essere utili. La vita biologica stessa è un buon esempio di comportamento veramente complesso in un gruppo di molecole che sono fuori dall'equilibrio termodinamico".

Il gruppo di ricerca, guidato dal fisico di Geet Raju, ha sviluppato un sistema per interrompere lo stato di equilibrio attraverso l’utilizzo di due liquidi (oli), caratterizzati da diverse proprietà di conducibilità e permittività elettrica, posti tra due superfici piatte. Successivamente, hanno applicato un campo elettrico che, come spiega il ricercatore Nikos Kyriakopoulos, ha generato una densità di carica tra gli oli tale da destabilizzare il processo di equilibrio termodinamico. Questo processo ha indotto la creazione di strutture liquide non osservabili direttamente in natura, con forme geometriche dritte, reticolari e a “ciambella”. Nella fattispecie quest’ultima forma è estremamente affascinante in quanto i liquidi tendono a riempire la superficie, e quindi il buco nel mezzo. In tal senso, Raju ha affermato: “Tutte queste strane forme sono causate e sostenute dal fatto che viene loro impedito di tornare in equilibrio dal movimento delle cariche elettriche che si accumulano all'interfaccia".

Per concludere i ricercatori hanno dichiarato che questa ricerca potrebbe portare giovamento anche nello studio dell’ottica, e probabilmente nell’ingegnerizzazione di computer basati sulla luce: i computer fotonici.