GLI SCIENZIATI CREANO UNA NUOVA FORMA DI MATERIA
di Adattato da Steve Klein - 28/01/2004
Il Premio Nobel 2001 per la Fisica è stato assegnato congiuntamente a tre scienziati che, nel 1995, hanno scoperto una nuova forma di materia chiamata condensati di Bose-Einstein (BEC). Eric A. Cornell, Wolfgang Ketterle e Carl E. Weiman hanno fatto in modo che la materia si comportasse allo stesso modo delle particelle di luce del laser, che hanno tutte la stessa energia ed oscillano all’unisono. Questo è stato un obiettivo degli scienziati quantistici dal 1924, quando il fisico indiano Bose mandò i suoi calcoli teorici sulle particelle di luce ad Einstein per estendere la teoria ad un certo tipo di atomo e pubblicare i risultati. Einstein predisse che se un gas di tali atomi fosse stato raffreddato ad una temperatura molto bassa, tutti gli atomi si sarebbero di colpo uniti nel più basso stato energetico possibile. Il processo è simile a quando gocce di liquido si formano da un gas, e quindi il termine: “condensazione”. Sono passati settant’anni prima che i premi Nobel del 2001 ottenessero questo stato estremo della materia. I condensati di Bose-Einstein non sono come i solidi, i liquidi e i gas e non sono solidi, fluidi o gassosi. Provengono dal mondo del super piccolo, la meccanica quantistica. Benché le regole dei quanti si muovano al contrario di quelle del grande mondo che noi umani conosciamo, essi sono la base della realtà che sperimentiamo quotidianamente. Un BEC è un gruppo di pochi milioni di atomi che si uniscono per formare una singola onda-materia di circa un millimetro di diametro. I BEC colmano il divario tra due regni obbedendo alle leggi del piccolo intromettendosi nel grande. Cornell e Wieman ottennero questo stato quando produssero un puro condensato di circa 2.000 atomi di rubidio a 20 nanokelvin (0,00000002 gradi sopra lo zero assoluto). Indipendentemente dal lavoro di Cornell e Wieman, Ketterle condusse simili esperimenti con atomi di sodio. Ketterle produsse anche un fascio di goccioline di BEC che caddero a causa della forza di gravità. Questo può essere considerato come un raggio laser primitivo che usa materia invece che luce. È interessante ragionare sui campi di applicazione dei BEC. Il nuovo controllo sulla materia che implica questa tecnologia porterà applicazioni rivoluzionarie in campi quali le misurazioni di precisione e la nanotecnologia. Uno degli aspetti più straordinari dei condensati Bose-Einstein è che essi sono creazioni quantiche abbastanza grandi da essere viste. E lì c’è molta della loro promessa. Molte delle tecnologie d’avanguardia odierne, come i chip più piccoli e più veloci dei computer, sistemi meccanici micro-elettronici e computer quantici, sono nello stato tra il mondo quantico ed il mondo macroscopico. Gli scienziati sperano che lo studio dei BEC porterà un avanzamento a quelle tecnologie e ne creerà delle altre. Si possono trovare ulteriori informazioni sul sito del Premio Nobel: http://www.nobel.se/physics/laureates/2001/index.html Foto per gentile concessione dell’Istituto Nazionale degli Standard e della Tecnologia, http://www.nist.gov/