Nello spazio è stato creato un nuovo …

Nello spazio è stato creato un nuovo stato della materia, ecco i dettagli

Nella Stazione Spaziale Internazionale, un laboratorio delle dimensioni di un piccolo frigorifero, noto come Cold Atom Lab. Questo laboratorio, gestito a distanza dal Jet Propulsion Laboratory della NASA in California, ha recentemente raggiunto un traguardo straordinario: la creazione di un gas quantistico contenente due specie di atomi.
Questo risultato apre la strada a esperimenti spaziali completamente nuovi nel campo della chimica quantistica. Quando pensiamo agli stati della materia, ci vengono in mente gas, liquidi, solidi e plasmi, ma esiste anche un esotico quinto stato: il condensato di Bose-Einstein, scoperto negli anni ’90. Questo stato non si trova in natura, ma può essere creato artificialmente.
Questi vengono generati in laboratori ultracaldi come il Cold Atom Lab, dove laser o magneti raffreddano una nuvola di atomi quasi allo zero assoluto, la temperatura più bassa possibile nell’universo. In questo stato, gli atomi rallentano, i loro bordi si fondono e gli scienziati possono osservare effetti quantistici solitamente difficili da indagare.
Sulla Terra, la gravità fa sì che i condensati di Bose-Einstein si dissipino una volta spenti i magneti o i laser super-raffreddanti nella camera sperimentale. Tuttavia, ciò non accade nell’ambiente di microgravità dello spazio. Pertanto, gli scienziati hanno creato condensati per la prima volta nel 2018, l’anno in cui la camera è stata installata sulla ISS. Negli anni successivi, hanno studiato il fenomeno con grande efficacia. Ma ora, i ricercatori hanno dimostrato di poter creare tale gas quantico non solo con un tipo, ma con due tipi di atomi.
In questo caso, hanno realizzato l’impresa con una nuvola di potassio-rubidio. Secondo un annuncio del JPL, il lavoro futuro con questo tipo di gas potrebbe essere utilizzato per sviluppare tecnologie quantistiche basate nello spazio che già esistono sulla Terra. “Potremmo realizzare sensori estremamente sensibili a piccole rotazioni e utilizzare essenzialmente questi atomi freddi nel condensato di Bose-Einstein per realizzare giroscopi”, ha affermato Nicholas Bigelow, professore di fisica e ottica all’Università di Rochester e coautore delle nuove scoperte.
“Questi giroscopi potrebbero fornirci un punto di riferimento fisso nello spazio che potrebbe essere utilizzato per la navigazione nello spazio profondo”, ha aggiunto Bigelow. “Stiamo anche sviluppando una serie di cose che potrebbero portare a orologi migliori nello spazio, che sono cruciali per tante cose nella vita moderna, come Internet ad alta velocità e il GPS.” I ricercatori ritengono anche che futuri esperimenti nel Cold Atom Lab potrebbero aiutarli a testare il principio di equivalenza, centrale nella teoria della relatività generale di Albert Einstein.
Questo principio sostiene che la gravità deve influenzare tutti gli oggetti allo stesso modo, indipendentemente dalla loro massa. In altre parole, una piuma e un mattone dovrebbero cadere alla stessa velocità, almeno in un vuoto, dove non c’è attrito. Gli scienziati hanno avuto difficoltà a conciliare questo principio con le leggi della meccanica quantistica, che descrivono il comportamento degli oggetti più piccoli conosciuti nell’universo.
Potrebbero essere in grado di testarlo con maggiore precisione in esperimenti quantistici nello spazio. Un articolo che dettaglia queste scoperte è stato pubblicato il 15 novembre sulla rivista Nature.
Di Salvo Privitera
FONTE