La rivoluzione della termodinamica parte da Firenze

Giove e Saturno non ci sembreranno più gli stessi. A illuminarci sulla natura dei pianeti gassosi del sistema solare l'ultima scoperta del Lens dell'Università di Firenze. La ricerca, svolta in collaborazione con il CNR, con il Sincrotrone (ESRF) di Grenoble, l'Università di Roma "La Sapienza", l'Institute for Condensed Matter Physics, National Academy of Sciences of Ukraine e National Polytechnic University of Lviv (Ucraina), rivela le proprietà fisiche di uno stato di aggregazione della materia fluida finora sfuggite all'osservazione scientifica.

Al di sopra di una certa temperatura e pressione - definite critiche - si ritiene normalmente che per una determinata sostanza fluida non si possa distinguere lo stato liquido da quello gassoso e, perciò, in tali condizioni si ritiene che si possa parlare solo di un'unica fase fluida sovracritica. I ricercatori hanno messo in discussione la nozione consolidata di uniformità di fase del fluido sopracritico e hanno mostrato l'esistenza, oltre il punto critico, di due fasi distinte con proprietà fisiche analoghe, rispettivamente, a quelle del liquido e del vapore.

Una scoperta valsa al team di ricerca la pubblicazione su “Nature Physics”.

"In definitiva - spiega Mario Santoro del Lens - abbiamo scoperto che la fase relativa al fluido supercritico risulta in realtà divisa in due sottoregioni con alcune proprietà fisiche tipiche delle fasi liquida e gassosa. Questo risultato potrebbe condurre, in un futuro immediato, ad una rivisitazione radicale della termodinamica dei fluidi e del concetto di fluido sopra-critico, con ripercussioni nei libri di testo scolastici".

I risultati di questo studio aprono la strada alla comprensione profonda del comportamento della materia in condizione di fluido denso e caldo. Tale studio può, inoltre, avere ricadute di cruciale importanza per le scienze di base, la scienza della terra e dei pianeti, le nano-tecnologie e persino le tecnologie dello smaltimento dei rifiuti.

Si pensi, ad esempio ai pianeti esterni o giganti del sistema solare: Giove, Saturno, Urano e Nettuno. Tali corpi celesti sono costituiti in gran parte da idrogeno ed elio in condizioni di alte pressioni ed alte temperature, ovvero in condizioni di fluido sopracritico.

“I risultati della nostra ricerca potrebbero fornire nuovi strumenti per lo studio della struttura e della genesi di questi pianeti e, in ultima analisi, della genesi dell'intero sistema solare. Per quanto riguarda poi i possibili impieghi quotidiani - conclude Santoro - si consideri il fatto che i fluidi sopracritici (tipicamente l'anidride carbonica) vengono comunemente utilizzati dall'industria dello smaltimento dei rifiuti per pulire i filtri molecolari degli inceneritori. Una conoscenza più approfondita dello stato sopracritico potrebbe permettere la messa a punto di procedure più efficienti in tale campo".