Scienziati vogliono creare piccoli vortici quantistici sulla Stazione Spaziale Internazionale

Credito: Dmitriy Rybin, Shutterstock, ID: 2087118643

Viene descritta come una pietra miliare la nuova ricerca i cui risultati sono stati pubblicati sulla rivista Nature riguardante gli esperimenti effettuati con il Cold Atom Lab della NASA a bordo della Stazione Spaziale Internazionale.
Come spiega il comunicato del Jet Propulsion Laboratory, gli scienziati stanno lavorando su campioni di atomi fino a far raggiungere loro una temperatura bassissima, praticamente la più bassa raggiungibile, di circa un milionesimo di grado sopra lo zero assoluto.

Il vantaggio di operare sulla Stazione Spaziale Internazionale

Gli atomi raffreddati sono poi stati modellati fino a far assumere loro la forma di una sfera cava molto sottile, una sorta di bolla. Si tratta di esperimenti che, quando eseguiti sulla Terra, falliscono, come spiega il comunicato. Sulla Terra gli atomi, infatti, tendono ad accumularsi verso il basso e formano più che altro una specie di lente a contatto e non una bolla. Il vantaggio di operare sulla Stazione Spaziale Internazionale sta anche nel fatto che non sono gli astronauti a dover effettuare le operazioni: l’avanzato laboratorio della NASA presente sulla stazione usa i campi magnetici i quali possono essere manipolati, facendo loro assumere forme diverse, direttamente in remoto dai laboratori del JPL.

Il “quinto stato della materia”

Gli esperimenti con le bolle ultraviolette potrebbero essere fondamentali per capire quello che viene definito il “quinto stato della materia”, dopo il gas, i liquidi, i solidi e i plasmi: il condensato di Bose-Einstein (Bose-Einstein condensate, BEC).
Quando la materia si trova sotto forma di condensato di Bose-Einstein è possibile osservare delle particolari proprietà quantistiche su una scala che è visibile anche ad occhio nudo, come spiega il comunicato. In questo stato gli atomi e le particelle alcune volte tendono a comportarsi come degli oggetti solidi, altre volte come delle onde, una proprietà già conosciuta della meccanica quantistica e che è denominata “dualità onda-particella”.

Team potrebbe creare dei vortici nel materiale quantistico

Secondo quanto spiega David Aveline, l’autore principale dello studio e uno dei responsabili della squadra scientifica che opera da remoto, non c’è niente in natura, almeno per quel che ne sappiamo, che raggiunge temperature così basse come quelle raggiunte nel Cold Atom Lab. Studiando come la materia sotto forma di condensato di Bose-Einstein si comporta quando assume forme diverse potrebbe portare a nuove interessanti applicazioni oltre che a scoperte sulla fisica molto interessanti. Nathan Lundblad, un professore di fisica del Bates College di Lewiston, nel Maine, altro autore dello studio, spiega che il team potrebbe creare dei vortici nel materiale quantistico, una cosa che potrebbe permettere di ottenere molte più informazioni sulla stessa natura misteriosa della materia nell’ambito quantistico.

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Note e approfondimenti

  1. Observation of ultracold atomic bubbles in orbital microgravity | Nature (DOI: 10.1038/s41586-022-04639-8)

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