San Francisco Frontiers - Dai quanti il nuovo standard per la resistenza elettrica

Arriva dalla fisica quantistica la nuova unità di riferimento per misurare il valore della resistenza elettrica. E' il memristor, un minuscolo dispositivo elettronico che varia la sua conducibilità in risposta a stimoli esterni e fornisce valori di resistenza stabili e legati alle costanti fondamentali della natura. Lo indica la ricerca internazionale condotta dal'lItalia, con l'Istituto Nazionale di Ricerca Metrologica. Il risultato apre anche a una nuova era per la scienza della misura, con la possibilità di avere servizi metrologici direttamente su microchip. "Siamo all'inizio di un profondo cambiamento di paradigma per la metrologia. Stiamo passando dalla realizzazione delle unità di misura con esperimenti complessi a campioni intrinseci basati su effetti quantistici che possono essere miniaturizzati ed integrati su microchip", osserva Gianluca Milano, ricercatore dell'Inrim e coordinatore del progetto europeo MemQuD, al quale partecipano 15 istituti di ricerca e università di tutta l'Europa. "Per la prima volta - prosegue il ricercatore - abbiamo dimostrato che i memristor possono generare in modo affidabile stati di resistenza discreti direttamente collegati a costanti universali della natura, senza la necessità di complessi sistemi di raffreddamento, di campi magnetici elevati e di costose infrastrutture". Dal 2019 le unità di riferimento del Sistema internazionale delle unità di misura, come il metro, il secondo e il chilogrammo, sono definite sulla base delle costanti naturali fondamentali. Per esempio, lo standard del chilogrammo è la costante di Planck, quello del metro si basa sulla velocità della luce e il secondo è calcolato grazie all'oscillazione dell'atomo di cesio. Per quanto riguarda la misura della resistenza elettrica, finora si è utilizzato l'effetto Hall quantistico che, nonostante sia affidabile, richiede temperature vicine allo zero assoluto e forti campi magnetici, possibili solo utilizzando costose infrastrutture. I memristor offrono un metodo più economico con uno standard altrettando affidabile. Modificando infatti queste strutture delle dimensioni dell'ordine dei millesimi di millimetro (nanometri), anche a temperatura ambinte, diventa possibile programmare la resistenza elettrica.

H.Davis--SFF