Magnetoacoustics: How Surface Acoustic Waves Talk to Spins

Martedì 6 ottobre, alle 21, il Collegio Ghislieri ospiterà nell’Aula Bernardi la conferenza Magnetoacoustics: How Surface Acoustic Waves Talk to Spins, appuntamento del ciclo La fisica svelata – Quantum Matters. A tenere l’incontro sarà il professor Massimiliano Marangolo della Sorbonne Université, CNRS e Institut des NanoSciences de Paris, introdotto dal professor Vittorio Bellani dell’Università di Pavia.

Una superficie apparentemente immobile. Un’onda che corre lungo un materiale. E, dall’altra parte, qualcosa di invisibile che comincia a muoversi: gli spin, il momento angolare intrinseco delle particelle, uno dei protagonisti più affascinanti della fisica quantistica. È in questo territorio, dove la meccanica delle onde incontra il magnetismo, che si muove la ricerca di Massimiliano Marangolo.

Il titolo è quasi una domanda: come possono le onde acustiche “parlare” agli spin? La risposta porta in uno dei campi di ricerca più interessanti della fisica contemporanea. «Le surface acoustic waves, onde acustiche di superficie, sono deformazioni meccaniche che si propagano lungo la superficie di un materiale – spiega il prof. Marangolo – . Se incontrano materiali magnetici opportunamente progettati, possono interagire con le eccitazioni magnetiche e contribuire a controllarne la dinamica». È il cuore della magnetoacustica, disciplina all’incrocio fra acustica, magnetismo, nanoscienza e spintronica.

Non si tratta soltanto di una curiosità teorica. Il lavoro di Marangolo e dei suoi collaboratori si colloca infatti in una ricerca che guarda anche alle possibili applicazioni di queste interazioni. Nel 2026, un articolo pubblicato su Physical Review Applied ha analizzato proprio il modo in cui le onde acustiche di superficie possono accoppiarsi alle onde di spin in sottili film magnetizzati, mostrando come l’orientamento dell’anisotropia magnetica possa diventare uno strumento per regolare l’interazione risonante fra i due fenomeni.
La prospettiva è quella di una fisica nella quale non esistono più compartimenti stagni. «Una deformazione meccanica – chiarisce Marangolo – può diventare uno strumento per agire sul magnetismo; un’onda che appartiene al mondo apparentemente familiare del suono può essere utilizzata per controllare fenomeni che appartengono alla scala microscopica e quantistica».

È anche il tipo di ricerca che rende particolarmente interessante il lavoro dell’Institut des NanoSciences de Paris, di cui Marangolo è stato Direttore fino a gennaio 2026. Tra le linee di ricerca dell’INSP figurano la spettroscopia dei nuovi stati quantistici, l’acustica per le nanoscienze e il settore dedicato a fotoni, magnoni e tecnologie quantistiche.
E proprio i magnoni, le eccitazioni collettive associate alle onde di spin, aprono una prospettiva che va oltre la fisica fondamentale. «Le onde acustiche di superficie – precisa Marangolo – sono infatti studiate anche per applicazioni nella sensoristica magnetica: possono essere utilizzate in dispositivi wireless e a basso consumo, con possibili ricadute in settori che vanno dall’automotive all’aeronautica, dalla medicina all’Internet of Things».
La domanda di partenza, dunque, è molto più concreta di quanto sembri. Che cosa accade quando una vibrazione meccanica incontra un sistema magnetico? E soprattutto: quanto possiamo imparare a controllare la materia sfruttando proprio le sue onde, le sue deformazioni, le sue oscillazioni?
È il territorio della Quantum Matters, dove la fisica non si limita più a osservare la materia: cerca nuovi modi per farla parlare.

L’incontro è riconosciuto dalla Scuola IUSS di Pavia quale attività formativa extra-ambito dei Corsi ordinari.

Qui la locandina dell’evento