Un team di pionieristici fisici della Technion Faculty of Physics in Israele ha appena raggiunto un traguardo senza precedenti nel regno della fisica quantistica, riuscendo a trasferire atomi tra due punti grazie al fenomeno straordinario del tunneling quantistico. Questo innovativo risultato, pubblicato sulla prestigiosa rivista Science Advances, non solo segna un importante passo avanti nella nostra comprensione della meccanica quantistica, ma apre nuove eccitanti prospettive per lo sviluppo di sofisticate piattaforme quantistiche.

Il tunneling quantistico è un fenomeno misterioso che consente a una particella di superare una barriera di potenziale che, secondo la fisica classica, sarebbe insuperabile. Immaginate un pallone che riesce a passare attraverso un muro senza romperlo: questo è essenzialmente ciò che accade nel mondo subatomico. Grazie a questo fenomeno, i ricercatori hanno impiegato pinzette ottiche per trasferire atomi, creando una connessione senza precedenti tra il micro e il macrocosmo.

Queste pinzette ottiche, invenzione brillante degli anni '80 da parte del premio Nobel Arthur Ashkin, sfruttano laser focalizzati per intrappolare e manipolare oggetti microscopici come cellule e molecole. Nell'esperimento, è stata fatta un’innovativa combinazione di tre pinzette ottiche allineate, in cui sono stati immessi atomi fermionici ultrafreddi, raffreddati a temperature vicinissime allo zero assoluto – un ambiente perfetto per studiare il comportamento quantistico.

I ricercatori sono stati in grado di controllare la velocità di tunneling degli atomi semplicemente modificando la distanza tra le pinzette. Hanno assistito a un trasferimento fluido ed efficiente degli atomi tra le pinzette esterne, con solo pochi atomi a rimanere intrappolati nella pinzetta centrale. Questo approccio ha rivelato un aspetto affascinante: gli atomi non si sono mai stabilizzati nella pinzeta centrale grazie all'interferenza delle onde quantistiche che ne descrivono il comportamento.

Durante il processo di trasferimento, si è osservata una diffusione e sovrapposizione dei pacchetti d'onda degli atomi nelle tre pinzette. L'interferenza costruttiva ha creato picchi e avvallamenti nelle pinzette esterne, mentre in quella centrale gli effetti si sono annullati, diminuendo drasticamente la probabilità di trovare un atomo in quella posizione. Il risultato? Un trasferimento altamente efficiente tra le trappole esterne!

Questo straordinario risultato non è solo una curiosità scientifica: le implicazioni sono colossali! Con il miglioramento delle tecnologie di manipolazione quantistica, si prevede che questi metodi possano portare alla creazione di computer quantistici superveloci e sensori ultraprecisi che potrebbero rivoluzionare campi come la medicina, la critica della sicurezza e l'ottimizzazione industriale. Siamo solo all’inizio di una nuova era di scoperte che promette di cambiare per sempre il nostro approccio alla tecnologia e alla scienza.