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FISICA/ Staccate la spina, a dare corrente ci pensano gli Squid

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L'intuizione dello Squid  L'intuizione dello Squid

L’avvento della meccanica quantistica nei primi decenni del ‘900 ha modificato radicalmente la fisica, aprendo la porta a nuovi fenomeni prima impensati. Se all’inizio fu difficile accettare questa nuova teoria, oggi l’evidenza sperimentale ci mostra che essa è l’unica adeguata per descrivere il mondo dell’estremamente piccolo, dove la meccanica classica non è più applicabile. Tuttavia, rimangono ancora campi in cui non abbiamo ancora terminato di esplorare tutte le conseguenze della meccanica quantistica.

È ben noto ad esempio che per generare una corrente è necessario applicare una differenza di potenziale, che muove gli elettroni all’interno di un materiale conduttore. Anche se non possiamo vederlo, è quello che facciamo tutte le volte che attacchiamo una spina, o inseriamo una batteria in un dispositivo. Tuttavia, la meccanica quantistica prevede che, sulle scale nanometriche, sia possibile generare una corrente anche senza applicare una differenza di potenziale dall’esterno, facendo variare nel tempo alcune opportune grandezze quantistiche. Questo meccanismo viene chiamato “pompaggio quantistico” ed è stato previsto per la prima volta nel 1983. Tuttavia mancava fino ad adesso una conferma sperimentale della sua esistenza.

Il precedente tentativo datava al 1999, in cui si constatò la difficoltà di modulare nel tempo le grandezze quantistiche nella maniera necessaria a provocare il fenomeno. Ora un nuovo studio, diretto da Francesco Giazotto del laboratorio Nest di Nano-Cnr e Scuola Normale Superiore di Pisa, ha permesso di osservare l’effetto.

Nell’esperimento, i cui esiti sono stati pubblicati di recente da Nature Physics, Giazotto e colleghi hanno avuto l’intuizione di utilizzare un dispositivo chiamato Superconducting Quantum Interference Device (SQUID). Tale dispositivo è costituito da due giunzioni di Josephson, ovvero strati di materiale superconduttivo (Vanadio in questo caso), separati da un sottilissimo strato di isolante (spesso in questo caso circa 50 nanometri). A causa di un effetto detto appunto Josephson, è possibile un passaggio di corrente superconduttiva da uno dei due strati all’altro attraverso l’isolante.



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