La regola del quattro: mistero e scoperta nella materia inorganica
Un'indagine sulle strutture atomiche rivela una regolarità intrigante
La natura è regolata da leggi che la scienza si impegna a indagare, anche se non sempre è semplice spiegarne l’esistenza. Un recente studio condotto dai ricercatori del Politecnico federale di Zurigo ha portato alla luce una scoperta interessante nel mondo della materia inorganica. Secondo quanto riportato su npj Computational Materials, la stragrande maggioranza dei composti inorganici sembra presentare una struttura di base, definita come “cella primitiva”, composta da un numero di atomi multiplo di quattro. Questa scoperta potrebbe avere importanti implicazioni nel campo della fisica dello stato solido, se si riuscirà a comprenderne appieno le ragioni.
La chiave di volta per gli autori dello studio è stata l’analisi di due database contenenti le strutture cristalline di oltre 80.000 composti inorganici. Sorprendentemente, il 60% di tali composti segue una regolarità che i ricercatori hanno denominato “regola del quattro”, poiché la loro cella primitiva, l’unità base che si ripete nella struttura cristallina, è composta da un numero di atomi multiplo di quattro.
Per gli esperti di fisica della materia, questa regolarità rappresenta un’opportunità unica. Comprendere le ragioni dietro questa configurazione atomica potrebbe portare alla scoperta di proprietà fondamentali e migliorare le capacità di progettazione di nuovi materiali. Di conseguenza, i ricercatori svizzeri hanno esplorato diverse strade per trovare una spiegazione alla regola del quattro.
Inizialmente, hanno esaminato la presenza di errori nei software utilizzati per le analisi, ma non ne hanno riscontrati. Hanno poi cercato una legge fisica o chimica che potesse giustificare tale regolarità, senza successo. Infine, hanno ricorso a un algoritmo progettato per raggruppare i composti in base alle loro proprietà atomiche simili, ma nemmeno questo approccio ha portato a una spiegazione soddisfacente.
Attraverso l’utilizzo di un algoritmo di machine learning, i ricercatori hanno chiesto al programma di predire quali composti nei due database seguissero la regola del quattro, ottenendo un tasso di successo dell’87%. Ciò suggerisce che esista effettivamente una spiegazione dietro questa regolarità, una proprietà intrinseca dei composti che permette di prevedere la presenza di celle primitive multiple di quattro.
Tuttavia, il machine learning, pur essendo in grado di individuare pattern, non fornisce una spiegazione esaustiva di tali pattern. Pertanto, la ricerca di una spiegazione plausibile continua, poiché il mistero dietro la regola del quattro rimane ancora da svelare.
