I sistemi composti da poche particelle possono avere comportamenti molto diversi rispetto a quelli di sistemi macroscopici nel limite termodinamico.
Un esempio è la transizione di melting orientazionale che può avvenire in un cristallo planare composto da un numero ridotto di particelle con repulsione a lungo raggio.
A seconda dei parametri del sistema, le particelle possono perdere parzialmente la cristallizzazione e diventare delocalizzate nella direzione angolare.
Le ricercatrici e i ricercatori dell'INRiM hanno studiato questa transizione, intrappolando ioni di Bario e hanno osservato la dipendenza della transizione dal numero di particelle e dalle impurità del cristallo, rivelando il carattere mesoscopico della fase di melting orientazionale.
La ricerca apre la strada a studi fondamentali sulla termodinamica di sistemi interagenti a pochi corpi e su rotori quantistici, oltre ad avere applicazioni nelle misure di campi magnetici e di rotazione.