Nel marzo 2026, ricercatori del Politecnico di Chalmers, a Göteborg, hanno risolto un problema che blocca i superconduttori ad alte temperature da quarant’anni. Non hanno trovato un materiale nuovo. Non hanno modificato la chimica. Hanno graffiato il substrato su cui il materiale viene depositato — creando un pattern regolare di creste e valli larghe cinque nanometri, milioni di volte più sottili di un capello. E il superconduttore ha smesso di cedere ai magneti.
Capire perché questo è strano richiede capire prima qual è il difetto che li rende inutilizzabili.
Superconduttori ad alte temperature: perché cedono proprio dove servono
La superconduttività è uno stato fisico in cui la resistenza elettrica scende a zero. Nessuna perdita, nessun calore. In teoria, un anello superconduttore trasporta corrente per miliardi di anni senza disperdere un joule.
L’YBCO — ittrio, bario, rame, ossigeno — è il superconduttore ad alte temperature più studiato al mondo. “Alta temperatura” è relativa: diventa superconduttore attorno a –181 °C, raggiungibile con azoto liquido invece che con il più costoso elio liquido. Questo lo ha reso il candidato principale per applicazioni pratiche dagli anni Ottanta.
Il problema è che quasi tutte le applicazioni reali richiedono campi magnetici intensi. Motori superconduttori, magneti per risonanza magnetica, reattori a fusione, computer quantistici: tutti generano o subiscono campi enormi. E quei campi distruggono la superconduttività dell’YBCO.
Il meccanismo è preciso. Quando il campo supera una soglia critica, penetra il materiale sotto forma di filamenti — i vortici. Ognuno è circondato da una spirale di corrente superconduttrice. Se i vortici si muovono, dissipano energia. Fine della superconduttività.
La soluzione classica è introdurre difetti intenzionali nel cristallo: i vortici si bloccano sui difetti invece di muoversi. Funziona. Ma ogni difetto degrada la qualità cristallina e abbassa la temperatura critica. Migliorare la resistenza ai magneti significa peggiorare la resistenza al calore. Un vicolo cieco che dura da decenni.
Cinque nanometri sul pavimento che cambiano tutto
Il team di Chalmers — con collaboratori da Italia, India, Francia e Germania — ha cambiato il piano. Invece di modificare l’YBCO, ha modificato ciò su cui l’YBCO cresce: il substrato di ossido di magnesio (MgO).
Il metodo è semplice nella procedura. Si scalda il substrato MgO in vuoto ad alta temperatura. Raffreddandosi, sulla superficie si forma spontaneamente un pattern regolare di creste e valli — strutture larghe circa cinque nanometri. Poi si deposita lo strato di YBCO sopra.
L’YBCO cresce seguendo la struttura che trova sotto. Lungo i bordi del pattern si formano piccole discontinuità regolari nel cristallo — non difetti casuali, ma bordi geometricamente ordinati. Quei bordi bloccano i vortici magnetici. La corrente superconduttrice scorre indisturbata. L’ordine cristallino complessivo non è compromesso. La temperatura critica non scende.
Come funzionano i superconduttori ad alte temperature con substrato strutturato
Il risultato misurato ha sorpreso gli stessi ricercatori: aumento simultaneo della temperatura critica e del campo critico superiore — i due parametri che definiscono i limiti del materiale. Finora si riusciva a migliorarli solo a spese dell’altro.
Secondo il comunicato del Politecnico di Chalmers riportato da Phys.org, la preparazione del substrato è compatibile con i processi industriali esistenti e non richiede attrezzature aggiuntive. Il metodo funziona. La scala è tutta da dimostrare.
Dove cambia qualcosa
I data center mondiali consumano il 2% dell’elettricità globale. Buona parte si perde in calore lungo cavi di rame. È resistenza, è fisica classica, non si elimina con isolamenti migliori. Cavi superconduttori la eliminerebbero — ma finora i superconduttori non reggevano i campi magnetici necessari per carichi elevati.
I computer quantistici operano a temperature bassissime e richiedono campi magnetici per pilotare i qubit. I magneti per la risonanza magnetica, i reattori a fusione come ITER, i motori per maglev: tutti richiedono la combinazione che non esisteva — superconduttore ad alte temperature, resistenza ai campi forti, qualità cristallina intatta.
La tecnica del substrato strutturato è ancora in laboratorio. Scalare la produzione industriale di wafer MgO con pattern nanometrici richiederà anni di ingegneria. Ma il collo di bottiglia era un altro: dimostrare che il compromesso temperatura-campo poteva essere superato senza cambiare materiale. Quel punto è passato.
Il prossimo passo è capire quale geometria del pattern ottimizza i risultati. Cinque nanometri ha funzionato. Non è ancora chiaro se sia la misura migliore o solo quella trovata per prima.
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