Lead
Nei metalli gli elettroni si muovono liberamente e possono quindi trasportare energia e informazione. Negli isolanti gli elettroni sono legati agli atomi. In alcune classi di materiali gli elettroni possono passare da un atomo all’altro tramite processi di salto quantistico. Tali elettroni danno origine collettivamente a un insieme estremamente ricco di fenomeni che costituisce la cosiddetta “fisica di Mott”. Il progetto Sinergia “Fisica di Mott oltre il modello di Heisenberg” esplora l’apparizione di fenomeni di tipo Mott in nuovi materiali.

Lay summary

Lo stato isolante di Mott è una conseguenza fondamentale di interazioni forti tra gli elettroni e della meccanica quantistica. Nella sua forma piu’ semplice il settore di bassa energia è poroiettato sul modello di Heisenberg magnetico, e negli ultimi 60 anni questo modello ha giocato un ruolo fondamentale nella comprensione delle proprietà magnetiche degli isolanti Mott. Tuttavia è apparso sempre piu’ chiaramente che in alcuni casi possono emergere nuove fasi quantistiche della materia per le quali l’approssimazione di Heisenberg non è sufficiente. Questo progetto Sinergia riunisce dei gruppi leader nella sintesi di materiali, nelle tecniche sperimentali e nella teoria in un programma di ricerca mirato e coerente sui nuovi materiali oltre l’approssimazione di Heisenberg. In particolare i temi affrontati comprendono : i) la presenza di degenerazione di tipo orbitale, che introduce un nuovo grado di libertà ; ii) la vicinanza alla transizione metallo-isolante, dove interazioni piu’ complicate tra spin diventano importanti, o ancora iii) sistemi quali gli iridati, in cui uno spin-1/2 effettivo puo’ generare interazioni fortemente anisotrope. Inizialmente l’attività di ricerca si concentrerà sugli ossidi di iridio, una classe di materiali emergenti che suscita un notevole interesse.