Supersolido, scoperto un nuovo stato quantistico della materia: prima volta italiana

Nell’esperimento, l’evoluzione temporale (da sinistra a destra) della nuova fase con caratteristiche supersolide (riga centrale) appare tra un condensato di Bose-Einstein ordinario (riga in alto) e una già nota fase di gocce quantistiche disordinate (riga in basso). Si nota la formazione di una struttura periodica (qui nello spazio degli impulsi) fra una fase omogenea (la BEC) e una disordinata (le gocce).

I ricercatori italiani sono riusciti ad osservare un nuovo stato quantistico della materia, si tratta del supersolido. Vediamo insieme com’è fatto il supersolido, come sono riusciti ad osservarlo e perché questa scoperta è così importante. Ecco cosa c’è da sapere.

Supersolido quantistico. Gli scienziati italiani del Cnr e dell’Università di Firenze ci fanno sapere di essere riusciti ad osservare, per la prima volta, un nuovo stato quantistico della materia. Si tratta del supersolido che ha la struttura di un solido, quindi ha particelle disposte in una struttura fissa e periodica, che però ha le proprietà di un superfluido, cioè assenza di viscosità e attrito. E non è tutto. Il supersolido si comporta secondo le leggi della meccanica quantistica.

Come lo hanno osservato. Gli esperti spiegano che già a partire dagli anni ’60 il mondo della scienza ha cercato di realizzare questo stato della materia e i tentativi hanno visto coinvolto l’elio, successivamente si sono spostati sui condensati di Bose-Einstein, che sono un insieme di bosone ultrafreddi in cui le particelle si trovano in uno stato superfluido. In pratica i ricercatori hanno studiato il supersolido in un gas di questi atomi magnetici ultrafreddi in un laboratorio con atomi di disprosio portati a temperature bassissime, cioè vicino allo zero assoluto (-273,15 °C).

Come ‘funziona’ il supersolido. Gli atomi studiati si comportano come magneti potenti e interagiscono tra loro formando una struttura periodica (solido), allo stesso tempo però restano liberi di muoversi attraverso il sistema (superfluido). “Questa è la prima volta che si realizza un solido con particelle bosoniche identiche fra loro e perciò indistinguibili, che restano libere di muoversi, proprietà tipiche dei superfluidi”, dichiarano i ricercatori italiani.

A cosa serve il supersolido. La scoperta è interessante e unica e potrebbe aprire una nuova direzione utile a comprendere le proprietà dei materiali quantistici.

Il futuro. Per comprendere meglio il supersolido, gli scienziati italiani sperano di ottenere maggiore supporto da parte delle istituzioni “per potenziare una ricerca di punta in un clima internazionale estremamente competitivo”.