Una sfera e un cubo possono essere deformati una nell’altro senza tagli né cuciture. Una tazza ed un bicchiere no, perché per deformare la prima nel secondo occorre romperne il manico. La topologia è la branca della matematica che formalizza questa differenza fra tazze e bicchieri, estendendola anche a spazi astratti a molte dimensioni. Una nuova teoria messa a punto dai ricercatori della SISSA di Trieste è riuscita a stabilire una inedita relazione fra la presenza o meno di “manici” nello spazio delle disposizioni di atomi e molecole che compongono un materiale con la propensione di quest’ultimo a condurre elettricità. Secondo questa teoria, i materiali isolanti “dotati di manici” possono condurre l’elettricità tanto bene quanto un metallo, pur conservando proprietà tipiche degli isolanti, come la trasparenza.
La ricerca, appena pubblicata sulla rivista Physical Review X, fonda le sue basi nell’affascinante mondo della topologia, da diversi anni al centro degli studi in fisica perché in grado di descrivere con strumenti matematici anche molto astratti le proprietà di diversi materiali. In questo modo, gli scienziati della Scuola triestina hanno investigato come riuscire a stimare il trasporto di carica e le correnti in fluidi ionici generici in modo rigoroso e in accordo con la natura quantistica della materia.
Hanno così messo a punto uno strumento interpretativo utile a spiegare fenomeni fisici noti da più di un secolo ma a cui mancava finora una solida base interpretativa, ponendo le premesse per importanti sviluppi tecnologici, ad esempio nel campo dei materiali termoelettrici.