Percorso:ANSA > Scienza&Tecnica > Fisica & Matematica > Il primo elettrone 'dimezzato'

Il primo elettrone 'dimezzato'

È la prima quasi particella, passo verso i nuovi volti della materia

13 gennaio, 19:45
Rappresentazione della materia condensata (fonte: San Diego State University) Rappresentazione della materia condensata (fonte: San Diego State University)

Per la prima volta un elettrone virtuale è stato spaccato a metà grazie ad una simulazione resa possibile da una rete di supercomputer. Il risultato, pubblicato su Science da un gruppo coordinato da Sergei Isakov, del Politecnico di Zurigo, potrà finalmente permettere di osservare direttamente una quasi-particella e di cominciare ad esplorare nuovi aspetti della materia.

Una quasi-particella, spiegano gli esperti, è una particella fondamentale che contiene solo la metà della carica elettrica di un singolo elettrone. Fatta eccezione per alcuni esempi rari, i fisici hanno avuto poche possibilità di studiare queste particelle misteriose. Un modo per conoscerle è esplorare i fenomeni di bassa energia, nei quali le particelle cooperano al punto che il loro comportamento collettivo è indistinguibile dalle azioni di una particella singola.

Anche gli elettroni, sottolineano i ricercatori, possono assumere questo stato quando 'condensano', un fenomeno per il quale superano la repulsione che hanno gli uni per gli altri e possono cooperare. Ciò può accadere in materiali di tipo molto diverso, dai superconduttori ai superfluidi, che possono formare elettroni condensati se sono raffreddati a temperature vicine allo zero assoluto, a circa 270 gradi sotto lo zero. In essi il movimento collettivo degli elettroni ricorda da vicino quello di una particella individuale.

La simulazione che ha permesso di spaccare in due un elettrone e' avvenuta in due fasi: in un primo momento i ricercatori hanno sviluppato un cristallo virtuale, quindi hanno simulato temperature estremamente basse che hanno trasformato il cristallo in un fluido quantistico, uno stato della materia in cui gli elettroni iniziano a condensare. Nel fluido quantistico l'elettrone virtuale si è spaccato in due pezzi, ognuno dei quali ha assunto metà della carica negativa dell'originale.

Osservando le particelle prodotte i ricercatori hanno potuto individuare le firme che caratterizzano i movimenti dei frammenti di elettroni. Un risultato importante, sottolineano i ricercatori, che permette di dare la caccia alle particelle simili.

© Copyright ANSA - Tutti i diritti riservati