Questi cristalli ruotano e si comportano come esseri viventi: gli scienziati non li avevano mai visti

I cristalli possono comportarsi in modi molto strani, e in questo caso sembrano dei veri e propri esseri viventi. Un comportamento mai visto da nessuno!

I cristalli sono una delle forme più affascinanti con cui la natura racconta il proprio ordine. A livello atomico, sono strutture perfettamente organizzate: ogni atomo occupa una posizione precisa, ripetuta milioni di volte, fino a creare le forme geometriche che si osservano a occhio nudo.

Dal punto di vista mineralogico, i cristalli rappresentano la manifestazione visibile della struttura interna dei minerali. Ogni specie minerale ha una disposizione atomica tipica: cubica, trigonale, monoclina e così via, che determina la sua forma, la lucentezza e perfino la durezza. 

Geologicamente parlando, i cristalli si formano quando una sostanza passa dallo stato fluido o gassoso a quello solido in condizioni ideali di temperatura e pressione. Il raffreddamento lento del magma, ad esempio, permette agli atomi di “organizzarsi” con calma, dando origine a cristalli grandi e ben formati; al contrario, un raffreddamento rapido genera strutture più disordinate e minute.

Oltre al loro valore estetico, i cristalli sono veri e propri archivi naturali. Raccontano di eruzioni antiche, movimenti tettonici, acque evaporate e pressioni abissali. Ogni angolo, ogni faccia e ogni inclusione è una piccola testimonianza geologica che, studiata con pazienza, svela qualcosa in più sull’evoluzione del pianeta.

I cristalli che sfidano la logica

Sembra fantascienza, ma esistono davvero: cristalli che ruotano, si spezzano e poi si ricompongono come se fossero vivi. Un gruppo di fisici provenienti da Düsseldorf, Aquisgrana, Magonza e dalla Wayne State University di Detroit ha scoperto una nuova categoria di materiali chiamati “cristalli rotanti”, costituiti da particelle che girano su sé stesse. Queste strutture si comportano in modo del tutto inaspettato: possono torcersi invece di allungarsi, frammentarsi spontaneamente e addirittura riformarsi da sole. È una dinamica quasi “biologica”, che mette in discussione la distinzione tradizionale tra materia viva e inanimata.

Alla base del fenomeno ci sono le cosiddette forze trasversali, che non agiscono lungo la linea che unisce due corpi (come la gravità o la forza elettrica), ma in direzione perpendicolare. Questa interazione spinge le particelle a ruotare una attorno all’altra, creando effetti collettivi sorprendenti. Lo stesso tipo di comportamento, spiegano i ricercatori, si ritrova anche in natura: persino gruppi di embrioni di stella marina, osservati al MIT, mostrano movimenti coordinati di rotazione reciproca. 

I cristalli che si comportano come gli organismi

Il team, guidato da Zhi-Feng Huang e Hartmut Löwen, ha sviluppato un modello teorico multiscala per descrivere il comportamento di questi “cristalli strani”. Le simulazioni mostrano che, a determinate concentrazioni, le particelle rotanti si organizzano in strutture solide dotate di proprietà “anomale”, come la elasticità dispari (odd elasticity): invece di deformarsi nella direzione della forza, il materiale reagisce torcendosi. Quando l’interazione tra le particelle diventa intensa, il cristallo può disintegrarsi in minuscoli frammenti rotanti, che poi si riuniscono spontaneamente in un nuovo corpo coerente.

Ancora più sorprendente è il modo in cui questi cristalli crescono. Le strutture più grandi tendono a rompersi in unità più piccole, mentre le più piccole si espandono fino a raggiungere una dimensione critica: un comportamento opposto alle regole classiche della cristallizzazione. Inoltre, i difetti interni dei cristalli sembrano avere una vita propria, muovendosi e interagendo in modi controllabili dall’esterno.