Un oggetto visibile a occhio nudo capace di comportarsi come un atomo, e persino di essere in due posti contemporaneamente non è scoperta da tutti i giorni, tanto da essersi meritato il titolo di ‘scoperta dell’anno’ della rivista Science.
La macchina quantistica realizzata da Andrew Cleland e Aaron O’Connell dell’università di Santa Barbara oltre ad avere applicazioni teoriche per capire meglio la materia che ci circonda potrebbe essere la base dei computer del futuro, quelli appunto basati sulla fisica dei quanti.
“Anche se tutti gli oggetti che ci circondano sono fatti di atomi, che obbediscono alle leggi della meccanica quantistica, è molto difficile osservare gli effetti di questa fisica nelle cose ‘grandi’ – spiega Ezio Puppin del dipartimento di Fisica del Politecnico di Milano – questo perché su larga scala di solito gli atomi si comportano in maniera incoerente tra loro, annullando gli effetti quantistici. Per vederli quindi gli oggetti devono essere al minimo di energia, come nel caso delle temperature molto basse”.
Il dispositivo realizzato dagli esperti statunitensi consiste in una piccola barra di grafite di un millesimo di millimetro, collegata a un circuito in grado di imprimere vibrazioni con una quantità di energia prefissata, detta ‘quanto’, il tutto portato a una temperatura vicina allo zero. In un primo esperimento i fisici hanno dimostrato che la barra inizia a vibrare solo quando l’energia dell’impulso corrisponde a un quanto, un comportamento tipico degli atomi.
In seguito un altro esperimento è riuscito a far stare per sei nanosecondi (miliardesimi di secondo) la barra in due stati separati contemporaneamente: in pratica l’oggetto era allo stesso tempo fermo e in movimento, un altro effetto che si era visto al massimo in molecole di qualche decina di atomi, mentre la barra ne conta migliaia di miliardi.
L’esperimento, hanno spiegato gli autori in occasione dell’uscita dell’articolo che lo descrive su Nature, conferma le teorie che tutti gli oggetti macroscopici hanno un ‘cuore quantistico’, sintetizzate dal famoso paradosso del ‘gatto di Schrodinger’ in cui l’animale è contemporaneamente vivo e morto, anche se serviranno molte altre ricerche per capire bene perché le proprietà si perdono su larga scala.
Inoltre la barra può essere usata al contrario, per captare le vibrazioni provenienti ad esempio da altre molecole. In futuro inoltre potrebbero essere progettati dei computer che sostituiscono all’1 e allo 0 gli stati quantici per immagazzinare le informazioni: “La scoperta è nuovissima, e dobbiamo dare tempo ai ricercatori per trovarne le applicazioni – sottolinea Puppin, anche presidente del Consorzio Nazionale Interuniversitario per le Scienze fisiche della materia (Cnism) – un dispositivo del genere può avere ricadute anche nel campo dei ‘Mem’, i dispositivi meccanici microscopici comandati dall’elettricità che si stanno studiando in tutto il mondo”.
[gmap]