La superconduttività è un fenomeno in cui alcuni materiali, quando raffreddati al di sotto di una certa temperatura, mostrano una resistenza elettrica pari a zero ed espellono i campi magnetici. Ciò li rende ideali per l'uso in una varietà di applicazioni, come magneti superconduttori, macchine per risonanza magnetica e acceleratori di particelle.
Da molti anni gli scienziati cercano di comprendere i meccanismi microscopici che danno origine alla superconduttività. Una possibilità è che la superconduttività sia dovuta alla formazione di coppie di elettroni, note come coppie di Cooper. Le coppie di Cooper si possono formare quando la temperatura scende al di sotto di una certa temperatura critica e sono responsabili dell'assenza di resistenza elettrica e dell'espulsione dei campi magnetici caratteristici dei superconduttori.
Negli ultimi anni c’è stato un crescente interesse per la possibilità che i buchi neri possano fornire un modello per i superconduttori. I buchi neri sono regioni dello spaziotempo con campi gravitazionali così intensi che nulla, nemmeno la luce, può sfuggire da essi. L'orizzonte degli eventi di un buco nero è il confine oltre il quale nulla può sfuggire.
È stato suggerito che l'orizzonte degli eventi di un buco nero possa essere analogo alla coppia di Cooper in un superconduttore. Proprio come l’orizzonte degli eventi di un buco nero impedisce a qualsiasi cosa di fuoriuscire, la coppia di Cooper impedisce agli elettroni di disperdersi e perdere la loro energia, che è ciò che dà origine alla resistenza elettrica zero dei superconduttori.
Questa analogia tra buchi neri e superconduttori è ancora agli inizi e c’è molto che non capiamo. Tuttavia, si tratta di una possibilità entusiasmante che potrebbe eventualmente portare a una migliore comprensione sia dei buchi neri che della superconduttività.
Ecco alcuni esempi specifici di come i buchi neri potrebbero essere in grado di fornire un modello per i superconduttori:
* L'orizzonte degli eventi di un buco nero è analogo alla coppia di Cooper in un superconduttore. Proprio come l’orizzonte degli eventi di un buco nero impedisce a qualsiasi cosa di fuoriuscire, la coppia di Cooper impedisce agli elettroni di disperdersi e perdere la loro energia, che è ciò che dà origine alla resistenza elettrica zero dei superconduttori.
* La formazione di un buco nero è analoga alla formazione di una coppia di Cooper. Quando si forma un buco nero, la materia collassa sotto la sua stessa gravità e crea una singolarità. Questa singolarità è analoga alla coppia di elettroni che forma una coppia di Cooper.
* Il campo gravitazionale di un buco nero è analogo al campo elettromagnetico di un superconduttore. Il campo gravitazionale di un buco nero è responsabile dell'orizzonte degli eventi e il campo elettromagnetico di un superconduttore è responsabile della coppia di Cooper.
Questi sono solo alcuni esempi di come i buchi neri possano essere in grado di fornire un modello per i superconduttori. Siamo ancora agli inizi, ma questa analogia è una strada promettente per la ricerca che potrebbe portare a una migliore comprensione sia dei buchi neri che della superconduttività.
