Di Doug Bennett – Aggiornato il 24 marzo 2022
Nel 1924, Satyendra Nath Bose formalizzò il comportamento statistico dei fotoni, una scoperta che Einstein estese nel 1925 a tutti i bosoni, particelle con spin intero. Mentre alle temperature quotidiane i bosoni si comportano come gas ordinari, Einstein predisse che a temperature vicine allo zero assoluto si sarebbe verificata una drammatica transizione di fase:il condensato di Bose-Einstein (BEC).
La temperatura, misurata sulla scala Kelvin, riflette l'energia cinetica media degli atomi. Lo zero assoluto – 459°F (0K) – è il limite teorico in cui cessa il movimento atomico. In pratica, i BEC vengono prodotti a temperature inferiori a 100 milionesimi di grado superiori a questo limite, un regime precedentemente irraggiungibile in laboratorio.
Nel 1995, Eric Cornell e Carl Wieman raggiunsero la fondamentale dimostrazione di un BEC raffreddando 2.000 atomi di rubidio-87 al di sotto di un nanokelvin (1×10⁻⁹K). Questa svolta è valsa loro il Premio Nobel per la fisica nel 2001 e ha aperto una nuova frontiera nella ricerca sulla materia ultrafredda.
Quando il gas viene raffreddato, le lunghezze d'onda di deBroglie degli atomi crescono e alla fine si sovrappongono. Quando ciò accade, gli atomi perdono le loro identità individuali e si fondono in un unico stato quantico:un “super-atomo”. Questa onda di materia coerente si comporta in molti modi come un laser, ma con atomi invece che fotoni.
All'interno di un BEC, gli atomi agiscono come una funzione d'onda unificata, esibendo fenomeni quantistici macroscopici come superfluidità e schemi di interferenza. Sebbene la ricerca sia ancora nelle fasi iniziali, gli scienziati prevedono applicazioni che vanno dai sensori di precisione alla simulazione quantistica di sistemi complessi, trasformando potenzialmente la tecnologia e la nostra comprensione dell'universo.
