3/12/13

Atomi molto freddi ***

Non pretendete troppo da questo articolo. Ossia, non aspettatevi che scenda nei dettagli di “ciò” di cui stiamo per parlare. Mi riferisco a un gruppo di atomi che vengono raffreddati fino a raggiungere praticamente lo zero assoluto, cioè-273,15 °C. Quanto vicini al valore che immobilizza tutta la materia? Una vera inezia: solo 100 nanoKelvin (1 nanoKelvin è uguale a 1 miliardesimo di Kelvin).

Quando un gruppo di atomi arriva a questa temperatura la materia si trasforma perdendo quasi del tutto le caratteristiche degli atomi individuali e si trasforma in una specie di superatomo. Questo stato prende il nome di BEC. Indovinate per chi sta la E? Lui, sempre lui! BEC, per esteso,  si scrive Bose-Einstein Condensate, ossia condensato di Bose-Einstein. Benché il Nostro non fosse molto d’accordo con certi principi della meccanica quantistica, i suoi studi hanno portato contributi notevoli proprio alla nuova visione del microcosmo che si stava delineando. Cercando di trovarne delle pecche, Einstein ha dato contributi fondamentali. In realtà in questo, caso l’idea base era di Bose che Albert riprese e sviluppò.

Quale sarebbe il grande vantaggio di questo condensato? In parole povere, rappresenterebbe un qualcosa di perfetto per studiare la meccanica quantistica, soprattutto quella legata alla struttura atomica. E’ come se si potesse guardare un film al rallentatore e cogliere qualsiasi attimo fuggente. In parole tecniche, le particelle si porterebbero allo stato quantico di più bassa energia. Come risultato tutti gli effetti quantistici (che in parte già conosciamo) si manifesterebbero su scala macroscopica.

Sarebbe bello potere osservare un bell' “ammasso” di BEC. Peccato, però, che  qualsiasi tentativo si volesse fare per poterlo vedere dovrebbe "riscaldarlo" e fargli perdere le caratteristiche  fondamentali. Basterebbe un solo fotone “normale” per distruggerlo. Bisognerebbe guardarlo senza guardarlo, ossia capire cosa succede senza osservarlo. Un po’ come se voleste sapere se un frigorifero raffredda (a parte il rumore) senza aprirne la porta. Anche se solo per un attimo, entrerebbe l’aria calda e addio BEC!

Ebbene, oggi sembra proprio che si sia riusciti in quest’opera quasi impossibile per definizione. Non sono in grado di scendere nei particolari più tecnologici, ma si usa una luce speciale, detta non-risonante che invece di essere assorbita dagli atomi (e quindi interagire con essi)  rimbalza indietro, lasciandoli immutati. Il motivo è la lunghezza d’onda utilizzata che è completamente diversa da quella necessaria per essere assorbita e riemessa dagli atomi. Tuttavia, non basta. Anche la luce non-risonante può causare una qualche emissione spontanea e di conseguenza un riscaldamento atomico che distruggerebbe il BEC.

Si è creato, allora, un filtro speciale che elimina tutto il “rumore” caldo che si potrebbe introdurre con l’ osservazione. Vi prego di non chiedermi di più perché è già tanto che abbia capito la base di questa straordinaria tecnologia. L’importante è che il BEC può essere osservato senza disturbarlo anche per tempi molto lunghi, forse indefiniti.

BEC
L’apparecchiatura necessaria a guardare un BEC: campo magnetico arrotolato, laser per sparare luce non-risonante e… cose del genere. Mamma mia! Fonte: M R Hush et al., NJP 15, 2013.

Le applicazioni di questa tecnica sarebbero quasi impensabili. Poter guardare direttamente la struttura atomica “congelata”, senza alcun rumore, vorrebbe dire un campo nuovo di ricerca, che va dalla misura ultra precisa della gravità, all’emissione della radiazione di Hawking dai buchi neri. Purtroppo, però, avrebbe anche risvolti che fanno gola ai militari, perché sembra che aiuterebbe a scoprire sottomarini, bunker sotterranei e qualsiasi altra minaccia perfettamente nascosta. Sembrano solo scopi di difesa e non di attacco, ma…

Tornando alla Scienza, si sta aprendo una finestra sull’Universo più freddo dove le varie particelle sono praticamente immobili, come se il tempo si fosse fermato. Qualcosa di opposto agli acceleratori del CERN, in parole molto povere.

Aiuto! Mi gira la testa…

Chi ha voglia di … farsi del male può leggere l’articolo completo QUI

8 commenti

  1. Andrea I.

    Se non ho capito male(cosa mooooolto probabile :mrgreen: ), mi ricorda un po' l'esperimento delle fessure.. Comunque ci ho provato, ma proprio non le riesco a leggere le loro equazioni...che nervi!! :twisted: Need more math!! :mrgreen:

  2. foscoul

    Magnifica la tecnologia, sempre più raffinata, quando porta a  questi risultati che hanno quasi dell'incredibile e permettono di avvicinarsi sempre più alla verifica delle teorie della fisica molecolare. :-P

  3. Mario Fiori

    Bellissima scoperta se ce la faranno fino in fondo, la vita in realtà è calore, luce e movimento, ma il freddo a quanto pare ci permetterà di studiare veramente meglio gli atomi, forse il freddo non rappresenta veramente la fine, forse la MQ è il vero inizio.

  4. beppe

    Ciao Enzo! anche se non ho avuto modo di scrivere, ho cercato di tenermi al passo, leggendoti ogni volta che potevo. 
    Riguardo all'articolo in oggetto lo trovo molto interessante. Il BEC è uno stato della materia che dire elusivo è poco, se non ho capito male, le equazioni sono MOLTO fuori della mia portata, purtroppo, il sistema non risonante laser non risonante, oltre che per osservare il fenomeno con la coda dell'occhio, ha lo scopo di controllo retroattivo del BEC. 
    Ho capito bene oppure è meglio che cambi mestiere.. :oops: :oops: :oops:  

  5. foscoul

    Una riflessione personale che mi è venuta voglia di fare leggendo questo scritto e che voglio condividere,se mi è permesso: http://fisica.unipv.it/SemiSuper06/Informazioni.htm   E che vuole essere una sottolineatura, se ancora ce ne fosse bisogno, dell'importanza e del risvolto positivo che queste ricerche (condotte seguendo metodiche scientifiche cioè cercando sempre verità con studio e l'impegno, senza badare troppo al tornaconto economico o al prestigio intellettuale) hanno portato e portano nella nostra vita di tutti i giorni.
    Con questo spunto mi piace poi metaforicamente parlando rapportare la condotta scientifica sana ad una condotta e a una filosofia di una vita eticamente il più possibile corretta, certo nei limiti che le nostre pulsioni ed i nostri difetti di omucoli ci permettono. 
     

  6. foscoul

    Per farla breve W la Scienza che oltre a farci usare il cervello ci rende uomini migliori. :mrgreen:

  7. dici bene Beppe! Non cambiare mestiere... va bene così...
    Posso solo stringerti la mano caro Foscoul...
     

  8. AlexanderG

    Coincidenza!  8-O
        Proprio ieri ho letto questo articolo: http://www.tomshw.it/mobile/cont/news/ibm-usa-la-teoria-di-bose-einstein-per-i-computer-del-futuro/51742/1.html
     

Lascia un commento

*

:wink: :twisted: :roll: :oops: :mrgreen: :lol: :idea: :evil: :cry: :arrow: :?: :-| :-x :-o :-P :-D :-? :) :( :!: 8-O 8)

 

Questo sito usa Akismet per ridurre lo spam. Scopri come i tuoi dati vengono elaborati.