(AGENPARL) - Roma, 10 Febbraio 2026 - (AGENPARL) – Tue 10 February 2026 *VAGLIATA PER LA PRIMA VOLTA L’ORIGINE MICROSCOPICA DELLA NEMATICITÀ
ELETTRONICA IN UN MATERIALE KAGOME*
*Team di ricerca delle Università di Padova e Bologna scopre questa
caratteristica: è un passo decisivo nella comprensione dei principi
fondamentali che governano le proprietà emergenti dei materiali quantistici*
Team di ricerca delle Università di Padova e Bologna pubblica su «Nature
Communications» l’articolo dal titolo “*Pomeranchuk instability from
electronic correlations in CsTi3Bi5 kagome metal *”
in cui *per la prima volta* si dimostra che *la nematicità elettronica
nasce da un meccanismo puramente elettronico*. L’osservazione rappresenta *un
passo decisivo nella comprensione dei principi fondamentali che governano
le proprietà emergenti dei materiali quantistici: *fornisce una base solida
per *interpretare fenomeni come la superconduttività* aprendo nuovi scenari
per la* progettazione di materiali quantistici con proprietà controllabili*.
*Materiali Kagome e nematicità elettronica*
I cosiddetti *materiali kagome* costituiscono una classe emergente di
materiali quantistici in cui la particolare geometria del reticolo
elettronico, ispirata alla trama intrecciata dei tradizionali cesti
giapponesi, favorisce l’insorgere di comportamenti collettivi degli
elettroni. In questi sistemi, gli elettroni non si muovono in modo
indipendente, ma tendono ad organizzarsi dando origine a proprietà
inattese, che non possono essere ricondotte al comportamento dei singoli
costituenti.
Tra questi fenomeni rientra la *nematicità elettronica*, una forma di
auto-organizzazione in cui gli elettroni, pur muovendosi all’interno di un
reticolo cristallino altamente simmetrico, rompono spontaneamente la
simmetria di rotazione del sistema, scegliendo una direzione privilegiata.
In modo analogo a quanto avviene nei cristalli liquidi nematici, il sistema
perde parte della sua simmetria pur restando ordinato. Nel caso dei
materiali quantistici, però, questa scelta direzionale riguarda
esclusivamente gli elettroni e non comporta deformazioni visibili della
struttura atomica.
Proprio all’interno della famiglia dei materiali kagome, un team
internazionale di ricercatori ha ora chiarito l’origine microscopica di
questo comportamento. Studiando il composto CsTi3Bi5, i *ricercatori hanno
dimostrato* *per la prima volta* che la nematicità elettronica nasce da un
meccanismo puramente elettronico. Il risultato, pubblicato sulla rivista
«Nature Communications», rappresenta un *passo decisivo nella comprensione
dei principi fondamentali che governano le proprietà emergenti dei
materiali quantistici*.
«La nematicità è da tempo considerata un ingrediente essenziale per
descrivere le proprietà dei materiali quantistici, ma mancava una
dimostrazione sperimentale chiara della sua origine fondamentale», *spiegano
Federico Mazzola* del Dipartimento di Fisica e Astronomia “Galileo Galilei”
dell’Università di Padova, *e Domenico Di Sante* del Dipartimento di Fisica
e Astronomia “Augusto Righi” dell’Università di Bologna -. In questo lavoro
mostriamo che il meccanismo è intrinseco ed elettronico e forniamo la prima
evidenza sperimentale di un’instabilità di Pomeranchuk in un materiale
kagome reale».
*Metodologia della ricerca*
Nel nuovo studio, il gruppo di ricerca ha combinato esperimenti avanzati di
spettroscopia fotoelettronica risolta in angolo, effettuati con luce di
sincrotrone, e calcoli teorici di molti corpi basati su modelli realistici
del materiale. Questo approccio integrato ha permesso di escludere in modo
univoco il ruolo di distorsioni del reticolo o di effetti strutturali,
dimostrando che la nematicità in CsTi3Bi5 è il risultato di un’instabilità
elettronica intrinseca. In particolare, il lavoro identifica una cosiddetta
instabilità di Pomeranchuk, un meccanismo teorico proposto oltre
sessant’anni fa, in cui le interazioni tra elettroni portano a una
riorganizzazione selettiva degli orbitali elettronici. Questa
riorganizzazione deforma la struttura elettronica del materiale e ne riduce
la simmetria, pur lasciando invariata la disposizione degli atomi, fornendo
così una spiegazione microscopica diretta della nematicità osservata.
*Frontiere della scoperta*
La scoperta va oltre il singolo composto studiato. I materiali kagome
rappresentano una piattaforma privilegiata per esplorare nuove fasi della
materia quantistica e comprendere l’origine microscopica della nematicità
fornisce una base solida per interpretare fenomeni ancora più complessi,
inclusa la superconduttività. Più in generale, questi risultati
suggeriscono che instabilità elettroniche analoghe possano essere comuni in
materiali con strutture di banda complesse, aprendo nuove prospettive per
la progettazione di materiali quantistici con proprietà controllabili.
Link alla ricerca: https://rdcu.be/eYkLx
Titolo: “*Pomeranchuk instability from electronic correlations in CsTi3Bi5
kagome metal*” – «Nature Communications» – 2025
Autori: Chiara Bigi, Matteo Dürrnagel, Lennart Klebl, Armando Consiglio,
Ganesh Pokharel, Marta Zonno, François Bertran, Patrick Le Fèvre, Thomas
Jaouen, Hulerich C. Tchouekem, Pascal Turban, Alessandro De Vita, Jill A.
Miwa, Justin W. Wells, Dongjin Oh, Riccardo Comin, Ronny Thomale, Ilija
Zeljkovic, Brenden R. Ortiz, Stephen D. Wilson, Giorgio Sangiovanni,
Federico Mazzola 1& Domenico Di Sante.