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Gli scienziati hanno dimostrato per la prima volta l’insolito effetto quantistico che può rendere invisibile la materia

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21 novembre 2021, 17:20 GMT

Questa tecnica potrebbe essere utilizzata per fermare la perdita di informazioni dai computer quantistici.

Uno strano effetto quantistico, previsto da decenni, è stato finalmente dimostrato: se una nube di gas diventa abbastanza fredda e densa, potrebbe diventare invisibile. Questo strano effetto è il primo esempio specifico di un processo quantomeccanico noto come lucchetto paoli.

Gli scienziati del Massachusetts Institute of Technology (MIT) hanno utilizzato i laser per comprimere e raffreddare il gas di litio a densità e temperature sufficientemente basse da disperdere meno luce. Raffreddando la nuvola ancora più vicino allo zero assoluto (-273,15 °C), questo Se diventa completamente invisibile. Il Risultati È stato pubblicato giovedì su Science.

“Quello che abbiamo osservato è una forma molto speciale e semplice di blocco Pauli, che consiste nell’impedire a un atomo di fare ciò che tutti gli atomi fanno naturalmente: diffondere la luce”, indiano In una dichiarazione l’autore principale dello studio, Wolfgang Ketterle, professore di fisica al Massachusetts Institute of Technology. “Questa è la prima chiara osservazione dell’esistenza di questo effetto e mostra un nuovo fenomeno in fisica”, ha aggiunto.

Il blocco Pauli viene da Principio di esclusione di Pauli, che fu formulato per la prima volta dal famoso fisico austriaco Wolfgang Pauli nel 1925. Egli sostiene che tutte le particelle chiamate fermioni (come protoni, neutroni ed elettroni) che hanno lo stesso stato quantistico non possono esistere nello stesso luogo. Senza il principio di esclusione, tutti gli atomi collasserebbero insieme mentre esplodevano in un massiccio rilascio di energia.

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Invisibilità della materia

Quando gli atomi si raffreddano, perdono energia, riempiono gli stati più bassi disponibili e formano un tipo di materia chiamato Fermi mare. Le particelle sono intrappolate l’una nell’altra, incapaci di spostarsi ad altri livelli di energia. A questo punto, si accumulano nella mischia e non hanno nessun posto dove andare se si fanno male. Sono così impilati che le particelle non possono più interagire con la luce. Pertanto, la luce che viene inviata verso l’interno corrisponde alla messa di Pauli e passerà semplicemente, loro spiegano ricercatori.

Secondo lo studio, è difficile ottenere una nuvola atomica per raggiungere questo stato. Non solo hanno bisogno di temperature incredibilmente basse, ma richiedono anche la pressione degli atomi per registrare le densità. Dopo aver intrappolato il suo gas all’interno di una trappola atomica, i ricercatori lo hanno fatto esplodere con un laser. Come previsto dalla teoria, gli atomi raffreddati e compressi diffondono il 38% in meno di luce rispetto a quelli a temperatura ambiente, il che li rende molto più deboli.

Ora che i ricercatori hanno finalmente dimostrato l’effetto del blocco di Pauli, possono usarlo Sviluppo di materiali che bloccano la luce Per evitare la perdita di informazioni nei computer quantistici.