Un team di ricercatori dell'Università di Toronto ha trovato un modo per misurare quanto tempo impiega il tunneling quantistico. Nel loro articolo pubblicato sulla rivista Natura , il gruppo descrive gli esperimenti che hanno condotto e il risultato che hanno trovato nel tentativo di misurare quanto tempo impiega il tunneling quantistico in determinate circostanze.

In un senso, Il tunneling quantistico è semplice:è un fenomeno in cui una particella passa attraverso una barriera energetica nonostante non abbia l'energia per farlo. Gli scienziati non sanno davvero come funziona, ma hanno trovato comunque degli usi per questo, come realizzare microscopi a scansione a effetto tunnel. Un fattore del tunneling quantistico che è stato dibattuto dai fisici nel secolo scorso è quanto tempo impiega una particella per passare attraverso una barriera energetica.

La difficoltà nel rispondere a questa domanda sta nella definizione stessa del tempo, e come si applica al tunneling quantistico. In questo nuovo sforzo, i ricercatori hanno adottato un approccio semplificato per misurare quanto tempo impiega un tipo di particella (un atomo di rubidio) a passare attraverso un tipo molto specifico di barriera energetica (un raggio laser). L'"orologio" nei loro esperimenti era lo spin degli atomi di rubidio utilizzati, poiché la durata del loro spin è una quantità nota, possono essere usati come orologi misurando la quantità di rotazione che si verifica mentre sono sottoposti a test, come il passaggio attraverso un raggio laser. Così, tutto ciò che i ricercatori dovevano fare era annotare lo stato attuale di spin dell'atomo prima che entrasse nel raggio e poi misurarlo di nuovo quando usciva.

L'esecuzione del piano prevedeva l'intrappolamento di una nuvola di atomi di rubidio utilizzando un raggio laser e quindi l'utilizzo dello stesso raggio laser per spostare gli atomi nel percorso di un altro raggio laser e misurare la loro rotazione su entrambi i lati del secondo raggio. Per rendere più facile misurare lo spin degli atomi, i ricercatori hanno prima ultraraffreddato la nuvola prima di inviarla attraverso la barriera energetica. La misurazione della variazione di spin ha mostrato che il tunneling ha richiesto circa 0,62 millisecondi.

In ulteriori indagini, i ricercatori vorrebbero saperne di più sulla traiettoria degli atomi mentre si muovono attraverso la barriera e notano anche che alcune teorie hanno suggerito che le particelle sono in grado di muoversi attraverso una barriera senza mai aver attraversato il suo interno.

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