Un team di scienziati ha osservato per la prima volta un fenomeno straordinario all’interno di un cristallo solido: la formazione spontanea di una struttura tridimensionale, composta da piccole regioni elettriche. Questa struttura, simile a un tessuto microscopico, può essere modificata e riscritta usando impulsi di luce. La scoperta apre la strada a memorie informatiche ultra-robuste, al calcolo fotonico e ai sistemi che imitano il cervello umano.
Lo studio, pubblicato sulla prestigiosa rivista “Light: Science & Applications”, è il frutto della collaborazione tra studiosi internazionali tra i quali Eugenio del Re del Dipartimento di Fisica della Sapienza.
Fino a oggi, nei materiali ferroelettrici usati per le memorie, non era mai stata osservata la formazione spontanea di tali architetture intrecciate, ma solo zone isolate. Nel cristallo trasparente analizzato, i ricercatori hanno scoperto che il materiale, raffreddandosi, fa qualcosa di totalmente nuovo: si intreccia da solo.
I singoli filamenti atomici passano l’uno sopra e sotto l’altro creando una trama estesa. Proprio come accade per la doppia elica del DNA o per le reti di neuroni nel cervello, l’intreccio protegge la struttura e la rende eccezionalmente resistente ai disturbi esterni, senza perdere flessibilità.
La vera svolta sta nel fatto che questo “tessuto” non è solo ultra-stabile, ma è anche completamente riprogrammabile. Utilizzando un laser verde mirato, i ricercatori sono riusciti a “sciogliere” i nodi dell’intreccio in punti specifici, semplificando la struttura senza danneggiare il cristallo. Questo permette di riscrivere i dati senza alcun contatto meccanico o elettrico. Scaldando nuovamente il cristallo, la complessa struttura intrecciata si ricrea da sola, pronta per una nuova configurazione.
Questa scoperta apre strade a memorie informatiche molto durature. Infatti, mentre nei dispositivi attuali i dati si salvano in zone isolate, facili da corrompere, nelle memorie del futuro le informazioni potranno essere salvate in una rete intrecciata estesa. Tali architetture offrono una maggiore resilienza contro difetti e rumore, consentendo al contempo la lettura e la riscrittura ottica, caratteristiche di grande interesse per il calcolo fotonico e l’elaborazione neuromorfica delle informazioni.
Infine, poiché Il modo in cui questo tessuto nasce spontaneamente risponde a leggi fisiche universali i ricercatori suggeriscono che strutture intrecciate simili esistano in molti altri campi: dai superconduttori fino ai modelli che spiegano la nascita dell’Universo primordiale.
