La sfida nella comprensione dei vetri di spin - ossia uno dei complessi stati della materia nel quale la legge di Parisi è riuscita a trovare un ordine - che ha coinvolto i fisici negli ultimi 25 anni riguarda la proprietà di questo particolare stato della materia, a determinate temperature, di evolversi molto lentamente e di invecchiare (aging).

Lo studio pubblicato sulla rivista Nature Physics a firma di una collaborazione italo-spagnola di cui fa parte il gruppo di ricerca del Dipartimento di Fisica 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, ha dimostrato che se la temperatura viene ulteriormente abbassata, il sistema può ringiovanire senza però dimenticare la sua vera età. In pratica, quando il sistema invecchia sta imparando e quando ringiovanisce dimentica, ma quando si ristabiliscono le condizioni precedenti torna a ricordare e a invecchiare. 

I ricercatori sono stati è in grado di riprodurre tali fenomeni tramite simulazioni numeriche sul potente supercomputer Janus. Questo 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.

I risultati del lavoro aprono nuove prospettive di ricerca, come la comprensione dei principi sui quali si organizzano i sistemi biologici, o ancora la possibilità di capire meglio i sistemi vetrosi e modellarne le capacità. 

Riferimenti:

Memory and rejuvenation effects in spin glasses are governed by more than one length scale - M. Baity-Jesi, E. Calore, A. Cruz, L. A. Fernandez, J. M. Gil-Narvion, I. Gonzalez-Adalid Pemartin, A. Gordillo-Guerrero, D. Iñiguez, A. Maiorano, E. Marinari, V. Martin-Mayor, J. Moreno-Gordo, A. Muñoz Sudupe, D. Navarro, I. Paga, G. Parisi, S. Perez-Gaviro, F. Ricci-Tersenghi, J. J. Ruiz-Lorenzo, S. F. Schifano, B. Seoane, A. Tarancon & D. Yllanes - Nat. Phys. (2023). https://doi.org/10.1038/s41567-023-02014-6

Info 

Enzo Marinari 
Dipartimento di Fisica
enzo.marinari@uniroma1.it

Giorgio Parisi
Dipartimento di Fisica
giorgio.parisi@uniroma1.it