A questo studio è dedicato un articolo della rivista scientifica “Physical Review Letters”
Scoperto come applicare le leggi della termodinamica ai sistemi fisici nei quali i costituenti elementari interagiscono fra loro con forze ”a lungo raggio”, come quelle elettriche o gravitazionali. Questi sistemi, come ad esempio gli ammassi stellari o i plasmi non neutri, sono ”non additivi”: se li dividiamo in parti macroscopiche, l’energia del sistema complessivo non è la somma delle energie delle singole parti, al contrario di quanto accade per un solido, un liquido o un gas. La mancanza di additività è alla base di una serie di comportamenti sorprendenti di questi sistemi e impedisce di derivare le usuali leggi della termodinamica. Tuttavia, come ha mostrato un gruppo internazionale di ricercatori del quale hanno fatto parte Lapo Casetti e Stefano Ruffo del Dipartimento di Fisica e Astronomia dell’Ateneo fiorentino, insieme a studiosi dell’Università di Barcellona, dell’Istituto Superiore di Sanità e dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (Infn) di Roma, questo problema può essere risolto introducendo una nuova grandezza chiamata ”energia di replica”. Questa grandezza serve proprio a quantificare il contributo di energia al sistema che deriva dalla proprietà di non essere additivo. A questo studio è dedicato un articolo della rivista scientifica “Physical Review Letters”. ”Fino ad oggi – spiega Casetti – si riteneva che per determinare le relazioni fra le quantità macroscopiche di questi sistemi fosse indispensabile partire dalle interazioni microscopiche. La nostra ricerca dimostra invece che considerando anche l’energia di replica è possibile dare una descrizione coerente e puramente macroscopica di questi sistemi”. L’indagine è stata condotta durante un workshop tenutosi al Galileo Galilei Institute for Theoretical Physics di Arcetri e sarà il punto di partenza di nuovi ulteriori studi.