Un nuovo approccio teorico e computazionale sviluppato da un gruppo della SISSA permette di simulare in modo realistico e predittivo l’“effetto di prossimità”, il fenomeno per cui un materiale può diventare superconduttore semplicemente perché viene posto accanto a un altro materiale intrinsecamente superconduttivo. Questa combinazione potrebbe conferire ai due materiali proprietà nuove e preziose, con applicazioni inedite in ambito quantistico.
La ricerca, svolta in collaborazione con l’Università di Trieste e il California Institute of Technology e pubblicata su Physical Review Research, è stata selezionata come prestigiosa Editors’ Suggestion dalla rivista. Lo strumento sviluppato potrebbe contribuire allo sviluppo dei cosiddetti superconduttori topologici. Questi materiali sono considerati fondamentali per la realizzazione dei computer quantistici topologici, una nuova frontiera del calcolo quantistico su cui si concentrano grandi interessi scientifici ed economici. Una tecnologia, questa, che si baserebbe sull’immagazzinare e manipolare i qubit, le unità fondamentali di informazione dei computer quantistici.
Simulare realisticamente le interfacce superconduttive è particolarmente difficile: l’effetto di prossimità può estendersi per centinaia di nanometri, rendendo proibitive le tecniche di calcolo convenzionali. Il nuovo metodo concentra le risorse sulla regione più rilevante e combina in modo efficiente approcci con diversi livelli di complessità, evitando di simulare esplicitamente strutture molto estese. Nello studio è stato verificato su modelli semplificati e applicato all’interfaccia tra NbSe₂ e CrBr₃, mettendo i risultati a confronto con misure sperimentali. Con questo lavoro, il gruppo di ricerca mette a disposizione una tecnica in grado di descrivere e prevedere con maggiore accuratezza l’effetto di prossimità, aprendo nuove possibilità per la progettazione e lo studio di combinazioni di materiali, e relative applicazioni, dalle proprietà ancora inesplorate