Un team di ricercatori internazionali, tra cui scienziati dell'Università di St Andrews, ha creato un micro-frigorifero delle dimensioni di un globulo sanguigno per raffreddare gli oggetti adiacenti, che potrebbe avere importanti applicazioni nelle tecnologie quantistiche.

Questa ricerca, pubblicata sulla rivista Optica , potrebbe aiutare ad affrontare l'annosa questione aperta in fisica:perché i misteriosi effetti quantistici che governano il comportamento di atomi e molecole non sono visti su scala quotidiana.

La meccanica quantistica descrive il comportamento di oggetti eccezionalmente piccoli a temperature molto basse. Tra i notevoli effetti della meccanica quantistica c'è l'entanglement quantistico.

Definito da Einstein "azione spettrale a distanza", questo effetto abbina il destino di oggetti separati:eseguire una misurazione di un oggetto ti dice istantaneamente il risultato della stessa misurazione sull'altro oggetto, anche se è eccezionalmente lontano. Questo è alla base dell'attuale spinta a realizzare computer quantistici e crittografia quantistica.

Per vedere l'entanglement tra due oggetti, devono prima essere nel regime quantistico. Ciò significa che devono essere incredibilmente freddi e più grande è l'oggetto, più freddo deve essere. Per questo motivo, l'entanglement è stato dimostrato solo con oggetti eccezionalmente piccoli e freddi, come piccole nuvole di atomi o molecole. L'entanglement degli oggetti quotidiani rimane nel regno della fantascienza.

Tuttavia, in un passo importante verso questo obiettivo, un team internazionale di ricercatori provenienti da Scozia, Australia, Stati Uniti e Repubblica Ceca ha ora sviluppato un modo per consentire il raffreddamento di due o più perle di vetro, ciascuna delle dimensioni di un globulo rosso a temperature più fredde delle profondità dello spazio esterno.

Per oggetti di queste dimensioni, la velocità del loro movimento è correlata alla loro temperatura, quindi rallentare un oggetto lo sta effettivamente raffreddando. Il team ha utilizzato i laser per raffreddare una delle perline, che ha poi agito da frigorifero per una perlina aggiuntiva. Hanno raggiunto questo obiettivo utilizzando la dispersione della luce tra le perline per accoppiare il loro movimento. La riduzione della temperatura del frigorifero raffreddato al laser ha raffreddato le altre sfere a meno di un grado sopra lo zero assoluto, la temperatura più fredda ottenibile nell'universo e quasi 300 gradi più fredda di una giornata calda.

Il dottor Yoshihiko Arita, ricercatore presso la School of Physics and Astronomy dell'Università e primo autore dello studio, ha dichiarato:"Questo esperimento mostra un nuovo percorso attraverso il quale possiamo raffreddare due o più oggetti. È entusiasmante che l'approccio sia compatibile con molti esperimenti in corso sul campo e offre un potenziale percorso per vedere l'entanglement in oggetti che sono al limite di ciò che possiamo vedere ad occhio nudo."

Il professor Kishan Dholakia della School of Physics and Astronomy e dell'Università di Adelaide, che ha supervisionato la ricerca, ha affermato:"Le particelle levitate sono pronte a offrire un cambio di paradigma per il rilevamento terrestre delle forze fondamentali e della fisica quantistica. Potrebbero persino portare a una tabella- i migliori sensori di onde gravitazionali. Questo lavoro ispirerà i ricercatori a esplorare il merito di particelle multiple per una serie di studi in questa area in piena espansione". + Esplora ulteriormente

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