Gatto di Schrodinger: nuovo record della fisica quantistica
Un nuovo esperimento sul gatto di Schrodinger potrebbe portarci a realizzare dispositivi quantistici più resistenti: le conclusioni dello studio
Il paradosso del gatto di Schrodinger è un esperimento per spiegare la fisica quantistica diventato ormai comunemente noto anche tra chi non mastica per nulla questa materia, anche grazie alla serie televisiva “The Big Bang Theory”. In realtà è stato ideato da uno dei fondatori di questa scienza e ha l’obiettivo di dimostrare i limiti della fisica quantistica. Recentemente, un nuovo studio ha stabilito un nuovo record che potrebbe avere importanti effetti applicativi.
Cos’è il paradosso del gatto di Schrodinger
Il paradosso del gatto di Schrodinger è stato ideato dal fisico Erwin Schrodinger che ipotizzò un gatto chiuso in una scatola con una pistola attivabile dalle radiazioni di un atomo di uranio. Non si può sapere quando l’atomo emetterà radioattività attivando la pistola e uccidendo il gatto. In questo modo anche il destino del gatto (sistema macroscopico) risulta regolato da leggi probabilistiche.
I cosiddetti stati del gatto (vita o morte) sono in pratica delle sovrapposizioni quantistiche, tipicamente fragili e fugaci, in cui un oggetto può trovarsi in diversi stati ed è impossibile dire quale occupa effettivamente. In altre parole li occupa tutti simultaneamente. Per anni i ricercatori sono stati in grado di creare il gatto di Schrodinger con particelle di luce e persino minuscoli cristalli in laboratorio, ma questi esperimenti erano sempre molto instabili ed estremamente fugaci.
Il nuovo studio sul paradosso del gatto di Schrodinger
Nel nuovo studio condotto dai ricercatori dell’Università della Scienza e della Tecnologia della Cina, i ricercatori guidati dal fisico Zheng-Tian Lu si sono serviti di atomi intrappolati dalla luce per sostenere il fenomeno per un tempo eccezionalmente lungo.
Gli scienziati hanno utilizzato circa 10mila atomi di itterbio, che hanno raffreddato fino a pochi millesimi di grado sopra lo zero assoluto e intrappolato con le forze elettromagnetiche della luce laser. In queste condizioni, gli stati quantistici degli atomi potevano essere controllati in modo molto preciso e i ricercatori hanno sfruttato proprio questo per mettere ciascun atomo in una sovrapposizione di due stati che avevano due spin molto diversi. Generalmente, i disturbi provenienti dall’ambiente degli atomi li avrebbero fatti collassare in un singolo stato nel giro di pochi secondi o millisecondi, ma i ricercatori sono riusciti a sintonizzare i laser proprio per mantenerli per una durata senza precedenti di 1400 secondi, ossia 23 minuti. Un record straordinario per la fisica quantistica.
Quali sono le applicazioni della teoria nella fisica quantistica
Un tale fenomeno potrebbe essere usato per rilevare e studiare le forze magnetiche o per sondare nuovi effetti nella fisica, ma potrebbe anche diventare in futuro una memoria molto stabile in grado di immagazzinare ed elaborare le informazioni quantistiche. “È un grande risultato perché hanno creato questo bellissimo paradosso in un sistema atomico che è stabile”, ha spiegato al New Scientist Barry Sanders dell’Università di Calgary in Canada.
Il risultato potrebbe aprire nuove frontiere nel campo della memoria quantistica e consentire la costruzione di dispositivi quantistici più resistenti. Inoltre, potrebbe fornire uno strumento per esplorare nuove interazioni magnetiche o scoprire fenomeni esotici ancora sconosciuti nella fisica fondamentale. Il record apre prospettive entusiasmanti per applicazioni future, come misurazioni ad alta precisione e l’elaborazione delle informazioni per i computer quantistici.