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FISICA/ I gas ultrafreddi che svelano la profezia di Albert Einstein

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Mentre si spinge sempre più in basso la temperatura dei gas atomici per verificare le esotiche proprietà della materia previste dalla meccanica quantistica, nuove tecniche vengono elaborate per spiegare i risultati sperimentali. Il formalismo della meccanica quantistica, infatti, è molto complesso e richiede grande impegno anche per risolvere problemi relativamente semplici.

Un gruppo ricercatori della Sissa (Scuola Internazionale Superiore di Studi Avanzati) di Trieste ha scoperto un metodo per calcolare in modo esatto le proprietà di un sistema di atomi interagenti in una catena lineare a basse temperature. Il risultato di questo lavoro, che risolve un problema rimasto aperto sin dal 1963, è stato pubblicato sulle prestigiose Physical Review Letters a firma di Marton Kromos, Giuseppe Mussardo e Andrea Trombettoni.

Lo studio dei gas di atomi a temperature bassissime (ormai si riesce ad arrivare fino a pochi miliardesimi di grado sopra lo zero assoluto) sono uno dei campi più affascinanti della fisica contemporanea. In generale, i sistemi ultrafreddi consentono di simulare con grande precisione i fenomeni più diversi. Per esempio, questi tipi di gas consentono di riprodurre in laboratorio un importante fenomeno detto “condensazione di Bose-Einstein”.

Si tratta di una particolare transizione di fase la cui origine risiede nelle regole che governano la disposizione degli atomi sui livelli energetici. Gli atomi (come pure le particelle), infatti, possono essere classificati come “bosoni” o “fermioni” a seconda del tipo di statistica cui obbediscono: quella di Bose-Einstein o quella di Fermi-Dirac. Ebbene, a temperature abbastanza basse, i bosoni si sovrappongono quantisticamente e perciò diventano indistinguibili fra di loro, formando un unico oggetto coerente detto “condensato di Bose-Einstein”.

 

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