La luce diventa solida: svolta nella fisica quantistica dall’Italia. In un importante sviluppo scientifico, ricercatori del Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR) italiano sono riusciti a trasformare la luce in un “supersolido” per la prima volta, aprendo così la strada a una maggiore comprensione degli stati quantistici della materia.
“Abbiamo effettivamente trasformato la luce in un solido. È davvero straordinario”, ha dichiarato Dimitrios Trypogeorgos, ricercatore del CNR. Questo risultato si basa sul lavoro precedente dello scienziato del CNR Danielle Sanvitto, che aveva dimostrato più di dieci anni fa che la luce poteva comportarsi come un fluido.
Ora, Trypogeorgos, Sanvitto e il loro team hanno fatto un ulteriore passo avanti creando quello che definiscono un “supersolido” quantistico.
L’argomento è complesso, pertanto proviamo a spiegarlo in modo semplice e digeribile. I supersolidi sono materiali unici con viscosità zero e una struttura simile ai cristalli convenzionali, come quelli presenti nel sale da tavola. A differenza dei materiali tipici, che si comportano secondo le leggi familiari della fisica, i supersolidi esistono principalmente nel regno quantistico.
Fino ad ora, tali materiali erano realizzabili solo in esperimenti controllati che coinvolgevano atomi raffreddati a temperature estremamente basse, condizioni in cui gli effetti quantistici diventano evidenti e osservabili.
L’esperimento recente si è discostato dai metodi precedenti utilizzando un semiconduttore noto come arseniuro di gallio e alluminio invece di atomi ultrafreddi. I ricercatori hanno diretto un laser su un pezzo di semiconduttore appositamente modellato, caratterizzato da strette creste.
Questa interazione tra la luce e il semiconduttore ha portato alla formazione di particelle ibride chiamate polaritoni. Il modello a creste ha svolto un ruolo determinante limitando il modo in cui queste quasi-particelle potevano muoversi e i loro livelli energetici, consentendo infine ai polaritoni di coalescere in uno stato di supersolido.
Il team ha affrontato una sfida significativa per consolidare i risultati: dovevano misurare con precisione un numero sufficiente di proprietà di questo nuovo supersolido, fornendo la prova che mostrava realmente caratteristiche sia di un solido che di un fluido senza viscosità.
Sanvitto ha sottolineato la complessità del compito, affermando che un supersolido fatto di luce non era mai stato creato o convalidato sperimentalmente prima.
Alberto Bramati dell’Università della Sorbona in Francia ha anche sottolineato l’importanza dello studio, notando che contribuisce a una comprensione più ampia di come la materia quantistica possa cambiare stati attraverso la transizione di fase.
Sebbene il team abbia dimostrato in modo convincente di aver prodotto un supersolido, Bramati ha riconosciuto che sono necessarie ulteriori misurazioni e analisi per comprenderne appieno le proprietà.
Trypogeorgos ha espresso ottimismo sulle future opportunità di ricerca che coinvolgono i supersolidi basati sulla luce. Ha suggerito che queste forme di materia potrebbero essere più gestibili rispetto a quelle generate dagli atomi.
Questa caratteristica potrebbe portare a un’esplorazione più profonda di stati della materia nuovi e inaspettati e applicazioni pratiche nella tecnologia quantistica.
Mentre il campo della fisica quantistica continua a evolversi, la creazione di un supersolido basato sulla luce rappresenta un entusiasmante inizio per i ricercatori.
Con molto altro da scoprire sul comportamento di questo nuovo stato della materia, gli scienziati sono ansiosi di approfondire le sue sfumature, scoprendo potenzialmente applicazioni rivoluzionarie nei prossimi anni.
Fonte: New Scientist
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