Scienziati scattano immagini di un «Tornado quantistico»

Un studio recentemente pubblicato sulla rivista Nature ha raccontato che un team di scienziati del Massachusetts Institute of Technology ha catturato immagini di atomi superfreddi nel processo di passaggio dalla fisica classica a quella quantistica.

L’idea era di congelare questi atomi  per osservare le loro interazioni e comportamenti a livello quantistico.

Durante la transizione, la serie di particelle si è trasformata in un pattern di «tornado quantistici».

Nel mondo quantistico, le particelle non hanno una posizione prestabilita come gli oggetti intorno a noi, bensì gli atomi sono governati dal misterioso principio per cui la posizione data di una particella è una probabilità. Un atomo ha la possibilità di trovarsi in due posizioni contemporaneamente, quindi le regole tipiche della fisica non si applicano, spiega il sito Futurism.

L’idea era di congelare questi atomi  per osservare le loro interazioni e comportamenti a livello quantistico. Durante la transizione, la serie di particelle si è trasformata in un pattern di «tornado quantistici»

«Questa cristallizzazione è guidata esclusivamente dalle interazioni e ci dice che stiamo andando dal mondo classico al mondo quantistico», ha affermato Richard Fletcher, assistente professore di fisica al MIT e coautore dello studio.

Quando le particelle interagiscono in questo modo dovrebbero mostrare un comportamento strano, ma osservare la meccanica quantistica mentre si opera nel mondo «classico» non è esattamente facile.

Per superare questa limitazione, gli scienziati del MIT hanno ruotato rapidamente un fluido quantistico di atomi ultrafreddi. Inizialmente, la nuvola rotonda di atomi formava una struttura sottile a forma di ago.

Quando la meccanica quantistica ha iniziato a prendere il sopravvento, l’ago si è rotto in uno schema cristallino di tornado quantistici in miniatura. I risultati sono la prima documentazione diretta di un gas quantistico in rapida rotazione in evoluzione, secondo quanto sostenuto da questo team di ricerca.

«Anche nella fisica classica, questo dà origine a intriganti modelli di formazione, come le nuvole che si avvolgono intorno alla Terra in splendidi movimenti a spirale», ha affermato Martin Zwierlein, professore di fisica e coautore del MIT, nella dichiarazione. «E ora possiamo studiarlo nel mondo quantistico».

La fisica quantistica è una disciplina che guiderà – o meglio, sta già guidando – la prossima grande rivoluzione informatica e delle telecomunicazioni: i supercomputer quantistici e la cosiddetta Quantum Communication

La fisica quantistica è una disciplina che guiderà – o meglio, sta già guidando – la prossima grande rivoluzione informatica e delle telecomunicazioni: i supercomputer quantistici e la cosiddetta Quantum Communication.

I computer quantistici sono in grado di eseguire in pochi minuti calcoli – per esempio, la fattorizzazione dei numeri primi – che ad un computer basato l’informatica classica potrebbero richiedere tempi simili all’età dell’universo. Tutte le più grande aziende informatiche del mondo, da Google a IBM a Microsoft etc., stanno lavorando alacremente per arrivare alla cosiddetta Quantum Supremacy, la supremazia quantistica (o vantaggio quantistico), che è appunto la dimostrazione che un dispositivo quantistico  può risolvere un problema che nessun computer classico può risolvere in un qualsiasi lasso di tempo fattibile.

Secondo alcuni, la potenza del Quantum Computing è tale da mettere le password di tutti a rischio.

Nel campo della Quantum Communication, la Cina un anni fa ha mandato in orbita un satellite in grado di effettuare comunicazioni basate sulla fisica quantistica, che sono al momento ritenute non decrittabili e non intercettabili da agenti esterni all’emittente e al ricevente.

Immagine di Hadron via Deviantart pubblicata su licenza Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Unported (CC BY-NC-ND 3.0)