21 Marzo 2002 - Creato il 4° stato della materia.
Si tratta dei condensati di Bose-Einstein
|
| foto science.nasa.gov |
Non è un fatto frequente poter assistere alla nascita di un nuovo genere di materia,
ma quando accade nel mondo scientifico l'eccitazione va alle stelle. "Poter vedere
qualcosa che nessuno ha mai visto prima è motivo di grande esaltazione e soddisfazione.
In quei momenti si è felici di essere scienziati", commenta così il risultato
Wolfgang Ketterle, fisico al MIT ed uno dei primi scienziati che abbiano mai generato un
nuovo tipo di condensati di Bose-Einstein.
I condensati di Bose-Einstein (abbreviato "BECs") non sono come i solidi, i
liquidi ed i gas che abbiamo imparato a conoscere a scuola. Non sono letteralmente né
vapore né fluido. In realtà non ci sono modi convenzionali per descriverli perché
vengono da un altro mondo, quello della meccanica quantistica.
La meccanica quantistica descrive le bizzarre leggi di comportamento della luce e della
materia su scala atomica. In quell'esclusivo dominio, la materia può trovarsi in due
posti contemporaneamente, gli oggetti si comportano al contempo come onde e particelle
(una dualità prima sconosciuta descritta dall'equazione d'onda di Schrodinger) e niente
è davvero determinato. Per questo la meccanica quantistica si basa sul calcolo della
probabilità. Anche se le regole che governano i quanti sono probabilistiche, sono alla
base della realtà macroscopica che sperimentiamo giornalmente. I condensati di
Bose-Einstein sono oggetti curiosi che costituiscono un ponte fra i due domini dei gas e
dei fluidi.
Un BEC è un insieme di alcuni milioni di atomi che si fondono per formare un singolo
corpo del diametro di circa 1 mm. Nel 1995, Ketterle ha generato BECs nel suo laboratorio
raffreddando un gas composto da atomi di sodio ad un centibillionesimo di grado sopra lo
zero assoluto. Un dispositivo di raffreddamento efficace un milione di volte in più
rispetto allo spazio interstellare! A tali temperature minime gli atomi si comportano più
come onde che come particelle. Tenuti insieme dai fasci laser e dai campi magnetici, gli
atomi coincidono fino a formare una singola onda di materia 'gigante'.
Ketterle così commenta: "Le immagini di BECs possono essere considerare come le
fotografie del funzionamento dell'onda" -- cioè soluzioni dell'equazione dello
Schrodinger. Lavorando indipendentemente nel 1995, Eric Cornell (del National Institute of
Standards and Technology) e Carl Wieman (università del Colorado) hanno generato BECs,
creati da atomi di rubidio portati alle minime temperature. Cornell e Wieman hanno diviso
il premio Nobel 2001 per la Fisica con Ketterle "per il successo nella creazione di
condensati di Bose-Einstein in gas diluiti di atomi alcalini e per gli studi fondamentali
sulle proprietà dei condensati."
I condensati di Bose-Einstein sono stati previsti dal fisico Satyendra Nath Bose ed Albert
Einstein negli anni '20, quando la meccanica quantistica era solo agli albori. Einstein si
domandò se i BECs fossero troppo inverosimili per essere reali, anche se lui stesso ne
ipotizzò l'esistenza. Ora sappiamo che esistono a tutti gli effetti, e chi sa dove
potranno condurci. In fin dei conti gli esseri umani si sono evoluti su questo pianeta con
i solidi, i liquidi ed i gas intorno, ed ancora è in fase di calcolo il potenziale uso
che di essi si potrà fare in futuro. Ma con i condensati di Bose-Einstein... siamo
davvero solo all'inizio.
Fonte: TiscaliNet Canale
Scienza
CUSI - Centro Ufologico della Svizzera Italiana