Ecco la prima immagine della fusione di due atomi catturati con pinzette laser

L’esperimento innovativo dell’università di Otago in Nuova Zelanda ha rivelato delle sorprese che potrebbero aiutarci a capire meglio il mondo dei quanti e a sfruttarne le proprietà

(immagine: University of Otago)

Dopo il video dei due atomi di Renio che danzano fino a formare una molecola, ecco un’altra straordinaria immagine della fusione di due atomi. Stavolta si tratta di atomi di Rubidio, ma la vera novità è la tecnica utilizzata per creare le condizioni dell’esperimento e rendere possibile lo scatto. I ricercatori dell’università di Otago (Nuova Zelanda) hanno utilizzato delle pinzette laser per intrappolare e tenere fermi gli atomi, guidando la reazione chimica che ha portato alla formazione di una molecola di dirubidio.

Detta così potrebbe sembrare semplice, ma il lavoro dei fisici neozelandesi è stato estremamente complesso. Basti pensare che per arrivare a ottenere questo risultato è servita una marea di strumenti tra laser, specchi, camera a vuoto e microscopi, e che gli atomi devono essere raffreddati a un milionesimo di grado Kelvin (praticamente lo Zero Assoluto). Senza contare il tempo e l’esperienza necessari per ottimizzare il protocollo sperimentale.

Alla fine però i fisici Mikkel F. Andersen e Marvin Weyland ce l’hanno fatta. “Il nostro metodo prevede si intrappolare e raffreddare individualmente tre atomi a una temperatura di circa un milionesimo di Kelvin utilizzando raggi laser altamente focalizzati in una camera a vuoto delle dimensioni di un tostapane”, spiega Andersen. Così “combiniamo lentamente le trappole contenenti gli atomi per produrre interazioni controllate che possiamo misurare.

“Solo due atomi non possono formare una molecola, ce ne vogliono almeno tre”, chiarisce Weyland. Il terzo atomo serve infatti a stabilizzare la reazione dal punto di vista energetico.

L’esperimento di Andersen e Weyland ha consentito di capire meglio un fenomeno che finora era studiato solo attraverso dati statistici.
Il nostro lavoro studia per la prima volta questo processo di base da solo, e abbiamo ottenuto diversi risultati sorprendenti, che non erano previsti dalle misurazioni precedenti in grandi nuvole di atomi”, aggiunge Weyalnd. “Ora sappiamo di più su come gli atomi si scontrano e reagiscono l’uno con l’altro”. Insomma, un livello di dettaglio mai raggiunto prima.

I fisici hanno scoperto che la formazione della molecola di dirubidio impiega molto più tempo rispetto a quanto finora creduto. Stanno facendo delle ipotesi per spiegare questa discrepanza ma ci vorranno ulteriori accertamenti, possibili solo grazie a sviluppi della tecnica impiegata.

Con lo sviluppo, questa tecnica potrebbe fornire un modo per costruire e controllare singole molecole di sostanze chimiche particolari”, pronostica Weyland.

“La nostra ricerca cerca di spianare la strada per essere in grado di costruire alla scala più piccola possibile, vale a dire la scala atomica. Sono entusiasta di vedere come le nostre scoperte influenzeranno i progressi tecnologici in futuro”, conclude Andersen. “La ricerca sulla capacità di costruire su scala sempre più piccola ha alimentato gran parte dello sviluppo tecnologico negli ultimi decenni. È, per esempio, la ragione per cui i cellulari di oggi hanno più potenza di calcolo rispetto ai supercomputer degli anni ’80”.

Fonte : Wired