Ottenuto nello spazio il quinto stato della materia

Sulla Stazione Spaziale. Gli atomi si comportano come onde

Monica Nardone

Apre la via a sensori atomici in grado di misure super precise della gravità, il quinto stato della materia ottenuto da un esperimento condotto sulla Stazione Spaziale. E' uno stato distinto da quello liquido, solido, gassoso e dal plasma, possibile solo a temperature vicine allo zero assoluto e nel quale atomi ultrafreddi si muovono all'unisono comportandosi come onde anziché come particelle.

Pubblicato sulla rivista Nature, il risultato si deve alla ricerca coordinata da Robert Thompson, del California Institute of Technology (Caltech) e condotta a bordo della stazione orbitale con l'esperimento Cold Atom Laboratory (Cal) della Nasa, basato su uno strumento che può essere controllato anche da Terra, nel quale sono stati utilizzati atomi di rubidio.

Ipotizzato nel 1925 da Albert Einstein in base alle ricerche del fisico indiano Satyendra Nath Bose, questo stato della materia si chiama condensato di Bose-Einstein. Era stato prodotto per la prima volta in laboratorio nel 1995, da Eric Cornell, Carl Wieman e Wolfgang Ketterle che, per questo nel 2001 hanno condiviso il Nobel per la fisica, ma sulla Terra il quinto stato della materia sopravvive solo per frazioni di secondo.

Sulla Stazione Spaziale, invece, "i ricercatori hanno dimostrato che in condizioni di microgravità il condensato di Bose-Einstein sopravvive per circa un secondo e questo si traduce in un tempo di osservazione più lungo", ha detto all'ANSA uno dei pionieri italiani in questo campo della fisica, Guglielmo Tino, ordinario all'università di Firenze e associato dell'Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (Infn). Inoltre per ottenere sulla Terra questo stato della materia bisogna trattenere gli atomi in una trappola elettromagnetica, altrimenti cadono a causa della gravità. La ricerca dimostra "le potenzialità di farli espandere liberamente in assenza di perturbazioni dovute alla trappola elettromagnetica", ha aggiunto il fisico, che negli anni '90 aveva proposto all'Agenzia Spaziale Italiana (Asi) un esperimento con atomi ultrafreddi da inviare in orbita e che nel 1999 ha ottenuto il primo condensato di Bose Einstein in Italia.

L'esperimento dimostra, ha aggiunto, "che in futuro si potrà usare il laboratorio spaziale per generare atomi ultrafreddi, aprendo la strada a molte applicazioni, a partire da interferometri atomici da inviare nello spazio, per esperimenti molto precisi tesi a verificare la relatività generale, a rivelare le onde gravitazionali e a misurare in modo molto preciso la gravità terrestre per vedere, per esempio, i cambiamenti dei movimenti del magma nei vulcani, lo spostamento dei ghiacciai, le variazioni sottili del livello del mare". Si potrebbero ottenere anche laser atomici, cioè basati su fasci di atomi capaci di 'dipingere' circuiti su scala minuscola.

"Per ottenere questi strumenti - ha spiegato Tino - c'è bisogno di atomi ultrafreddi. Sulla Terra è stata dimostrata la possibilità di ottenerli, ma i fasci di atomi cadono per effetto della gravità. Invece nello spazio si potrebbe realizzare un fascio atomico con elevate proprietà di coerenza, cioè con una lunghezza d'onda ben definita, e inviarlo nella direzione voluta senza il limite della gravità".

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