​Mentre tutti si aspettavano che il Nobel per la fisica di quest’anno avrebbe premiato la scoperta delle "onde gravitazionali", salutata da tutti come la scoperta dell’anno, l’Accademia reale svedese delle scienze ha preso tutti in contropiede premiando i tre fisici inglesi David J.Thouless, Duncan M.Haldane e Michael Kosterlitz, tutti però insegnanti e ricercatori in università americane. E il premio è stato consegnato con queste motivazioni: «Per il loro contributo allo studio della materia esotica nel mondo quantistico» e per «le loro scoperte delle transizioni di fase topologiche della materia».Ma prima di cercare di capire meglio cosa si nasconde dietro quelle astruse motivazioni spendiamo due parole sul modo insolito (verrebbe quasi da dire... esotico) con cui il premio, 8 milioni di corone svedesi corrispondenti a circa 830 mila euro, è stato assegnato. Metà della cospicua somma, infatti, è stata assegnata interamente a Thouless, che è anche il più anziano dei tre, mentre l’altra metà andrà equamente divisa fra Haldane e Kosterlitz.Ed ora cerchiamo di capire le motivazioni del premio. A molti suonerà strano quell’aggettivo "esotico" applicato alla materia e invece il termine è comunemente usato dai fisici per definire particelle particolari dalla vita brevissima che si incontrano studiando la materia in particolari condizioni. In natura queste particelle si trovano nei raggi cosmici ma la materia esotica può anche essere prodotta nei laboratori e precisamente negli esperimenti condotti con i grandi acceleratori di particelle. Le «transizioni di fase», invece, non sono altro che il passaggio da uno stato a un altro della materia come può essere, per esempio, il passaggio dallo stato solido allo stato liquido o dallo stato liquido a quello gassoso. Si tratta, come vedete, di un concetto abbastanza facile da capire perché questi "passaggi" fanno parte del nostro quotidiano e dunque sono sotto gli occhi di tutti, ma nel Nobel in questione si parla di transizioni "quantistiche", vale a dire di "passaggi" che non avvengono in condizioni normali ma solamente in certe particolarissime condizioni, nella fattispecie a temperatura zero, dove però lo zero fa riferimento alla scala Kelvin delle temperature e corrisponde allo “zero assoluto” (circa -273 °C). Orbene, questi fisici che hanno appena ricevuto il Nobel si sono dedicati fin dagli anni Settanta del secolo passato allo studio del cuore della materia. I loro studi hanno aperto una porta su un mondo sconosciuto nel quale la materia può assumere stati insoliti e hanno usato metodi matematici avanzati per studiare stati inusuali della materia come la "superconduttività", dove con questo termine si indica il fenomeno secondo il quale alcuni particolari materiali al di sotto di una certa temperatura presentano resistenza nulla al passaggio della corrente elettrica. In particolare Kosterlitz e Thouless rivoluzionarono la teoria condivisa dalla comunità dei fisici secondo la quale la "superconduttività" non poteva verificarsi in materiali sottili e spiegarono il meccanismo con cui essa scompare all’aumentare della temperatura.Resta da spiegare l’altra locuzione misteriosa (transizioni topologiche) che appare nella motivazione. Non è possibile on questa sede entrare nei particolari perché si tratta di materia troppo difficile. Possiamo semplicemente dire che la fisica ha un suo linguaggio e il linguaggio è costituito da algoritmi matematici. Il linguaggio della Relatività generale, ad esempio, è il “calcolo tensoriale assoluto”. In questo caso, invece, il linguaggio usato da Thouless è la "topologia", una importante branca della matematica che studia la proprietà delle figure e delle forme. In conclusione, gli studi dei tre Nobel potrebbero avere in futuro importanti applicazioni nella scienza dei materiali e nell’elettronica, a partire dai cosiddetti "computer quantistici", strumenti che utilizzando le proprietà "quantistiche" della materia miglioreranno sicuramente le prestazioni dei nostri computer.