Dalla fisica quantistica il nuovo standard per la resistenza elettrica

Arriva dalla fisica quantistica la nuova unità di riferimento per misurare il valore della resistenza elettrica . E' il memristor , un minuscolo dispositivo elettronico che varia la sua conducibilità in risposta a stimoli esterni e fornisce valori di resistenza stabili e legati alle costanti fondamentali della natura . Lo indica la ricerca internazionale condotta dal'lItalia, con l'Istituto Nazionale di Ricerca Metrologica (Inrim). Il risultato apre anche a una nuova era per la scienza della misura , con la possibilità di avere servizi metrologici direttamente su microchip .

"S iamo all'inizio di un profondo cambiamento di paradigma per la metrologia. Stiamo passando dalla realizzazione delle unità di misura con esperimenti complessi a campioni intrinseci basati su effetti quantistici che possono essere miniaturizzati ed integrati su microchip ", osserva Gianluca Milano, ricercatore dell'Inrim e coordinatore del progetto europeo MemQuD, al quale partecipano 15 istituti di ricerca e università di tutta l'Europa.
"Per la prima volta - prosegue il ricercatore - abbiamo dimostrato che i memristor possono generare in modo affidabile stati di resistenza discreti direttamente collegati a costanti universali della natura, senza la necessità di complessi sistemi di raffreddamento, di campi magnetici elevati e di costose infrastrutture".

Dal 2019 le unità di riferimento del Sistema internazionale delle unità di misura , come il metro, il secondo e il chilogrammo, sono definite sulla base delle costanti naturali fondamentali . Per esempio, lo standard del chilogrammo è la costante di Planck, quello del metro si basa sulla velocità della luce e il secondo è calcolato grazie all'oscillazione dell'atomo di cesio.

Per quanto riguarda la misura della resistenza elettrica, finora si è utilizzato l'effetto Hall quantistico che, nonostante sia affidabile, richiede temperature vicine allo zero assoluto e forti campi magnetici, possibili solo utilizzando costose infrastrutture. I memristor offrono un metodo più economico con uno standard altrettanto affidabile . Modificando infatti queste strutture delle dimensioni dell'ordine dei millesimi di millimetro (nanometri), anche a temperatura ambinte, diventa possibile programmare la resistenza elettrica.