Fonte: articolo riportato dall'InternetLa fisica quantistica entra in orbitaUna spettacolare immagine della Stazionespaziale internazionale (©NASA) Si è conclusocon successo un esperimento per studiare ilpeculiare comportamento quantistico di uncondensato di Bose-Einstein sulla Stazionespaziale internazionale, dove le condizioni dimicrgravità consentono misurazioni molto piùprecise che sulla TerraIl comportamento degli stati più esotici dellamateria si può studiare meglio in condizioni dimicrogravità, come quelle presenti in un sistemain orbita intorno alla Terra: è quanto dimostral'esperimento descritto sulle pagine della rivista"Nature" da Robert Thompson, del CaliforniaInstitute of Technology a Pasadena, e colleghi, basatosu un condensato di Bose-Einstein ospitato a bordodella Stazione spaziale internazionale.Il vantaggio di andare nello spazio si comprendeconsiderando le caratteristiche di questo sistema fisico,che da alcuni anni attrae le attenzioni di molti ricercatori.Un condensato di Bose-Einstein si ottiene confinandoin una trappola magnetica e raffreddando a temperaturevicine all zero assoluto una densa nube di atomi bosonici,che cioè possiedono ugual numero di protoni e neutroni.In queste condizioni estreme, gli atomi bosonici -di rubidio, nel caso specifico dello studio - occupano lostato di energia più bassa possibile, e fanno emergerecomportamenti peculiari: l'individualità dei singoli atomisi perde, e le onde di materia associate alle singoleparticelle in virtù della dualità onda-particella previstadalla meccanica quantistica lasciano il posto a un'unicaonda di materia.Con questo comportamento, noto come degenerazionequantistica, un condensato di Bose-Einstein è un utilestrumento per studiare il passaggio dal micromondo,regolato dalle le leggi della meccanica quantistica, al mondomacroscopico, regolato dalle leggi della fisica classica.Il problema è che quando si libera il condensato dallatrappola per poterlo studiare, il gas si diluisce i pochedecine di millisecondi, rendendo difficile il compito.La rapidità dell'espansione del gas può essere ridottautilizzando una trappola poco profonda, ciò utilizzandoforze di confinamento più deboli.Sulla Terra, tuttavia, bisogna sempre fare i conti con lagravità, che impone forti restrizioni alla struttura dellatrappola, restrizioni che invece nello spazio non ci sono.Nelle condizioni di microgravità della Stazione spazialeinternazionale, è possibile invece utilizzare trappole pocoprofonde e studiare il condensato fino a un secondo dopodopo l'espansione, senza bisogno di ulteriori manipolazioni.E il tempo più lungo a disposizione si traduce in unaprecisione delle misurazioni decisamente maggiore."Il successo della realizzazione di un condensato di Bose-Einstein in un laboratorio nello spazio offre nuove opportunitàdi ricerca sui gas quantistici e sull'interferometria atomica,una tecnica di misurazione che si basa sull'interferenzadelle onde di materia", spiegano Maike Lachmann ed ErnstRasel, della Leibniz University ad Hannover, in Germania,in un articolo di commento pubblicato sullo stesso numerodi "Nature"."Le misurazioni estremamente precise potrebbero essereutili per testare leggi della fisica fondamentali, comel'accelerazione in caduta libera in un campo gravitazionale, ole teorie sull'energia oscura che accelera l'espansionedell'universo".Ma si prevedono anche interessanti ricadute più applicative,per esempio nel campo della navigazione satellitare edell'osservazione del nostro pianeta dallo spazio. (red)
La fisica quantistica in orbita
Fonte: articolo riportato dall'InternetLa fisica quantistica entra in orbitaUna spettacolare immagine della Stazionespaziale internazionale (©NASA) Si è conclusocon successo un esperimento per studiare ilpeculiare comportamento quantistico di uncondensato di Bose-Einstein sulla Stazionespaziale internazionale, dove le condizioni dimicrgravità consentono misurazioni molto piùprecise che sulla TerraIl comportamento degli stati più esotici dellamateria si può studiare meglio in condizioni dimicrogravità, come quelle presenti in un sistemain orbita intorno alla Terra: è quanto dimostral'esperimento descritto sulle pagine della rivista"Nature" da Robert Thompson, del CaliforniaInstitute of Technology a Pasadena, e colleghi, basatosu un condensato di Bose-Einstein ospitato a bordodella Stazione spaziale internazionale.Il vantaggio di andare nello spazio si comprendeconsiderando le caratteristiche di questo sistema fisico,che da alcuni anni attrae le attenzioni di molti ricercatori.Un condensato di Bose-Einstein si ottiene confinandoin una trappola magnetica e raffreddando a temperaturevicine all zero assoluto una densa nube di atomi bosonici,che cioè possiedono ugual numero di protoni e neutroni.In queste condizioni estreme, gli atomi bosonici -di rubidio, nel caso specifico dello studio - occupano lostato di energia più bassa possibile, e fanno emergerecomportamenti peculiari: l'individualità dei singoli atomisi perde, e le onde di materia associate alle singoleparticelle in virtù della dualità onda-particella previstadalla meccanica quantistica lasciano il posto a un'unicaonda di materia.Con questo comportamento, noto come degenerazionequantistica, un condensato di Bose-Einstein è un utilestrumento per studiare il passaggio dal micromondo,regolato dalle le leggi della meccanica quantistica, al mondomacroscopico, regolato dalle leggi della fisica classica.Il problema è che quando si libera il condensato dallatrappola per poterlo studiare, il gas si diluisce i pochedecine di millisecondi, rendendo difficile il compito.La rapidità dell'espansione del gas può essere ridottautilizzando una trappola poco profonda, ciò utilizzandoforze di confinamento più deboli.Sulla Terra, tuttavia, bisogna sempre fare i conti con lagravità, che impone forti restrizioni alla struttura dellatrappola, restrizioni che invece nello spazio non ci sono.Nelle condizioni di microgravità della Stazione spazialeinternazionale, è possibile invece utilizzare trappole pocoprofonde e studiare il condensato fino a un secondo dopodopo l'espansione, senza bisogno di ulteriori manipolazioni.E il tempo più lungo a disposizione si traduce in unaprecisione delle misurazioni decisamente maggiore."Il successo della realizzazione di un condensato di Bose-Einstein in un laboratorio nello spazio offre nuove opportunitàdi ricerca sui gas quantistici e sull'interferometria atomica,una tecnica di misurazione che si basa sull'interferenzadelle onde di materia", spiegano Maike Lachmann ed ErnstRasel, della Leibniz University ad Hannover, in Germania,in un articolo di commento pubblicato sullo stesso numerodi "Nature"."Le misurazioni estremamente precise potrebbero essereutili per testare leggi della fisica fondamentali, comel'accelerazione in caduta libera in un campo gravitazionale, ole teorie sull'energia oscura che accelera l'espansionedell'universo".Ma si prevedono anche interessanti ricadute più applicative,per esempio nel campo della navigazione satellitare edell'osservazione del nostro pianeta dallo spazio. (red)