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Gli scienziati ottengono un nuovo stato della materia

BEC - Nuovo stato della materia

Raffredda del gas di atomi di rubidio ad un centimilionesimo di grado o meno al di sopra dello zero assoluto e accadrà  qualcosa di strano. Gli atomi perderanno la loro individualità  e si fonderanno in un unico stato quantico, formando ciò che è conosciuto come Condensato di Bose-Einstein (BEC). In questo condensato gli atomi si muovono senza attrito, una proprietà  chiamata superfluidità . Gli scienziati conoscono a fondo la questione già  dal 1995, quando Eric A. Cornell del National Institute of Standards and Technology ha ottenuto con i suoi colleghi il primo esempio concreto di BEC in laboratorio, un lavoro è valso loro nel 2001 il Premio Nobel per la fisica.

Ora una nuova ricerca ha ulteriormente sviluppato questo campo di ricerca, ottenendo risultati sorprendenti. Sembra che in particolari condizioni il condensato subisca una transizione reversibile di fase quantica, passando dallo stato di sperfluido a quello di "fluido modellato", un nuovo tipo di materia. La scoperta potrebbe costituire un grande passo in avanti nella costruzione dei computer quantici.

Per portare il BEC in questo nuovo stato, Markus Greiner e la sa squadra dell'Università  di Ludwig-Maximilians a Monaco, in Germania, ha posto il gas quantizzato in un reticolo ottico, una struttura tridimensionale di interferenze luminose generate da raggi laser. Allo stato di superfluido, gli atomi di rubidio si muovono liberamente all'interno di questo ambiente costituito da alti picchi e bassi avvallamenti di energia, con un numero variabile di atomi disposti in ciascuna valle. Ma quando i ricercatori hanno aumentato l'intensità  dei raggi laser, creando il reticolo ottico, incrementando di conseguenza i picchi energetici dell'ambiente sperimentale, gli atomi hanno perso la propria 'libertà ' venendo intrappolato nei singoli avvallamenti, forzando il superfluido in una fase isolata. L'abbassamento successivo dell'intensità  dei laser consente un abbassamento dei picchi e quindi la liberazione degli atomi, con il conseguente ritorno del gas allo stato di superfluido.

In una nota d'accompagnamento il fisico Henk T. Stoof dell'Università  di Utrecht nei Paesi Bassi fa notare che l'ordine ideale di un singolo atomo creato in fase isolata si presta al computo quantico. "Ogni atomo di rubidio conserva un momento magnetico, ed ha quindi due stati interni a cui potrebbe essere assegnato i valori di zero e uno di un 'bit quantico'". Dato il grande quantitativo di atomi presenti nel reticolo ottico, questi potrebbero costituire la memoria del calcolatore quantico. Inoltre "se ci fossero due memorie di questo tipo che possano essere scambiate, potremo persino utilizzare l'interazione tra gli atomi per svolgere dei calcoli quantici", medita Stoof. "E' stato appena compiuto primo passo verso questo eccitante traguardo".

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