Matematici delle Università di York, Monaco e Cardiff hanno identificato una proprietà unica delle particelle della meccanica quantistica:possono muoversi in modo opposto alla direzione in cui vengono spinte.

Nella vita di tutti i giorni, gli oggetti viaggiano nella stessa direzione del loro slancio:un'auto in movimento in avanti sta andando avanti, e certamente non all'indietro.

Però, questo non è più vero su scala microscopica:le particelle quantistiche possono parzialmente andare in retromarcia e viaggiare nella direzione opposta al loro momento. Questa proprietà unica è nota come "riflusso".

Nuova scoperta

Questa è la prima volta che questo viene trovato in una particella in cui agiscono forze esterne. In precedenza, gli scienziati erano a conoscenza di questo movimento solo nelle particelle quantistiche "libere", dove nessuna forza agisce su di loro.

Utilizzando una combinazione di metodi analitici e numerici, i ricercatori hanno anche ottenuto stime precise sulla forza di questo fenomeno. Tali risultati dimostrano che il riflusso è sempre presente ma è un effetto piuttosto piccolo, il che potrebbe spiegare perché non è stato ancora misurato.

Questa scoperta apre la strada a ulteriori ricerche sulla meccanica quantistica, e potrebbe essere applicato a futuri esperimenti nei campi della tecnologia quantistica come la crittografia dei computer.

Unico per le particelle quantistiche

Dott. Henning Bostelmann, Ricercatore presso il Dipartimento di Matematica di York, ha dichiarato:"Questa nuova analisi teorica sulle particelle della meccanica quantistica mostra che questo effetto di "riflusso" è onnipresente nella fisica quantistica.

"Abbiamo dimostrato che il riflusso può sempre verificarsi, anche se una forza agisce sulla particella quantistica mentre viaggia. L'effetto di riflusso è il risultato della dualità onda-particella e della natura probabilistica della meccanica quantistica, ed è già ben compreso in un caso idealizzato di movimento senza forza."

Dottor Gandalf Lechner, Ricercatore presso la School of Mathematics dell'Università di Cardiff, ha detto:"Le forze possono naturalmente far tornare indietro una particella - cioè, possono rifletterlo, e questo porta naturalmente ad un aumento del riflusso. Ma potremmo dimostrare che anche in un mezzo completamente privo di riflessioni, si verifica il riflusso. In presenza di riflessione, d'altra parte, abbiamo scoperto che il riflusso rimane un piccolo effetto, e ne stimò la grandezza."

Forze esterne

Dott.ssa Daniela Cadamuro, Ricercatore presso l'Università Tecnica di Monaco di Baviera, ha detto:"L'effetto di riflusso nella meccanica quantistica è noto da un po' di tempo, ma si è sempre discusso riguardo alle particelle quantistiche "libere", cioè., nessuna forza esterna agisce sulla particella.

"Poiché le particelle quantistiche 'libere' sono idealizzate, situazione forse irrealistica, abbiamo mostrato che il riflusso si verifica ancora quando sono presenti forze esterne. Ciò significa che le forze esterne non distruggono l'effetto di riflusso, che è una nuova ed entusiasmante scoperta."

"Queste nuove scoperte ci permettono di scoprire la configurazione ottimale di una particella quantistica che mostra la massima quantità di riflusso, che è importante per la futura verifica sperimentale."