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Pagina inziale » Università » Articolo n. 3876 del 13 febbraio 2006 (1853) Condividi su Facebook Stampa Salva in formato PDF
SemiSuper06 
Particolare della locandina della mostra

Per i non addetti ai lavori: “Semiconduttori e Superconduttori: dalla Fisica della Materia alla Tecnologia”, questo il titolo della mostra organizzata dal Dipartimento di Fisica "A. Volta" dell’Università di Pavia presso i Laboratori Didattici della Cascina Cravino.

Si tratta di una mostra interattiva con esperimenti dal vivo, per toccare con mano il fascino degli effetti quantistici nella materia e per illustrare il ruolo dei semiconduttori e dei superconduttori nelle tecnologie attuali (molte di uso quotidiano) e in quelle del prossimo futuro.

SemiSuper06 si inserisce nelle manifestazioni per l’Anno Mondiale della Fisica (si ricollega infatti alla mostra "Einstein Ingegnere dell'Universo" recentemente conclusa) e si propone di illustrare i principali fenomeni fisici nei materiali semi- e superconduttori attraverso semplici esperimenti interattivi di immediato impatto visivo, mettendo in evidenza sia il ruolo degli effetti quantistici nel determinare le proprietà macroscopiche della materia, sia il legame fra queste proprietà e varie applicazioni tecnologiche presenti e future.
Con l’obiettivo di migliorare il livello di cultura scientifica nel campo della fisica della materia e di mostrare le grandi possibilità che offre lo sviluppo scientifico e tecnologico, la mostra si rivolge, non solo a ricercatori e docenti, ma anche a un pubblico di non specialisti, agli studenti delle scuole secondarie superiori e a tutti gli appassionati di cultura scientifica.

La visita alla mostra (della durata di circa un’ora e mezza) inizia con una presentazione multimediale che illustra le basi della fisica quantistica e di fisica della materia, i semiconduttori, i superconduttori e le loro applicazioni.
Quindi si passa ai 12 banchi sperimentali, dove, mediante esperimenti dal vivo, vengono illustrate le principali proprietà fisiche e le applicazioni di questi materiali.

Per i semiconduttori si mostrerà la presenza di una banda proibita ("gap") di energia, il laser a semiconduttore e il diodo emettitore di luce, la fotoconduzione e le celle solari, la resistenza elettrica dei semiconduttori e il processo che conduce ai circuiti integrati. Per quanto riguarda i superconduttori si illustrerà la perfetta conducibilità, il superdiamagnetismo, la levitazione magnetica (che trova applicazione nei treni MAGLEV), il principio di funzionamento dello SQUID e le sue applicazioni in medicina.
Le visite saranno guidate da giovani ricercatori del Dipartimento di Fisica "A. Volta" dell'Università di Pavia e degli enti nazionali per la fisica della materia (CNR-INFM e CNISM). Ai partecipanti sarà consegnata una documentazione contenente materiale didattico in forma di breve descrizione dei fondamenti teorici e degli esperimenti.

I materiali semiconduttori, in primo luogo il Silicio, erano noti fin dall’Ottocento ma le implicazioni delle loro proprietà fisiche (in particolare la possibilità di raddrizzare una corrente elettrica anche ad alta frequenza e la sua applicazione per le trasmissioni radio) sono state pienamente comprese solo nella prima metà del Novecento. L’importanza dei semiconduttori si è manifestata pienamente durante la Seconda Guerra Mondiale, con lo sviluppo del radar a onde corte e il suo ruolo decisivo nell’esito del conflitto.
Pochi anni dopo, l’invenzione del transistor e in seguito dei circuiti integrati ha aperto il campo della microelettronica e ha reso possibile lo sviluppo attuale dei calcolatori e della società dell’informazione. Parallelamente, l’invenzione del laser a semiconduttore e di altri dispositivi che sfruttano l’interazione dei semiconduttori con la luce ha creato una serie di tecnologie (fra cui i lettori di compact disc e le telecomunicazioni su fibra ottica) che sono ormai entrate nella vita di tutti i giorni. L’effetto fotovoltaico, ossia la generazione di corrente da parte di una giunzione p-n sottoposta a illuminazione, permette la fabbricazione di celle solari e in prospettiva l’utilizzo su larga scala di una fonte di energia pulita e praticamente inesauribile.

La superconduttività, scoperta all’inizio del Novecento, è uno dei fenomeni più affascinanti nel campo della Fisica della Materia. L’instaurarsi della conduzione perfetta e l’espulsione completa del campo magnetico nello stato superconduttivo sono una spettacolare conseguenza di effetti quantistici, che agiscono sugli elettroni di conduzione a livello microscopico, ma che si manifestano in maniera coerente su scala macroscopica. Questo campo di ricerca ha ricevuto nuovo impulso nel 1987 con la inattesa scoperta di materiali ceramici, detti superconduttori ad “alta” temperatura critica, in cui la transizione superconduttiva avviene a temperature superiori a quella dell’azoto liquido ed è ottenibile con relativa facilità.
Le applicazioni attuali dei superconduttori comprendono le macchine diagnostiche per la risonanza magnetica e gli SQUID (dispositivi superconduttori a interferenza quantistica) per la misura di piccolissimi campi magnetici, ad esempio legati all’attività cerebrale. Inoltre, sono oggetto di sviluppo prototipi di cavi per il trasposto di enormi correnti senza dissipazione di energia e treni a levitazione magnetica, che viaggiano sospesi dal suolo con attrito trascurabile (il record di velocità è attualmente di 581 km/h). Queste e altre applicazioni legate alla superconduttività potranno avere un ruolo di grande importanza nelle tecnologie del prossimo futuro.

Alla cerimonia di apertura, in programma per oggi  (lunedì 13) alle 14.15,prenderanno parte il Rettore dell’Università di Pavia, Angiolino Stella, il prof. Lucio Andreani, coordinatore del comitato SemiSuper06, il prof G. Goldoni dell’Università di Modena e Reggio Emilia che parlerà di Fisica quantistica e semiconduttori: uno sguardo sulle nanoscienze e il prof. R. Gonnelli del Politecnico di Torino, con un intervento dal titolo Superconduttività, che meraviglia!

 
 Informazioni 
Dove: Laboratori Didattici Cascina Cravino
Via Bassi, 21 - Pavia
Quando: dal 13 al 25 febbraio 2006
Orario continuato: 9.00 - 18.00, sabato e domenica inclusi
(Inaugurazione alle 14.45 con cerimonia c/o Aula Giulotto dei Dipartimenti Fisici (Via Bassi, 6 - Pavia))
Ingresso: libero

Per informazioni:
Web: http://fisicavolta.unipv.it/semisuper06/
Tel.: 0382/987488 (Per prenotare visite guidate per le classi)
 
 
Pavia, 13/02/2006 (3876)

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