Fisica quantistica da record: migliaia di atomi osservati in sovrapposizione

Fisica quantistica da record: anche migliaia di atomi

possono comportarsi come onde e particelle

 Il confine tra il mondo quantistico e quello macroscopico si fa sempre più sottile. Un nuovo esperimento da record ha dimostrato che anche un ammasso composto da migliaia di atomi può esistere in uno stato di sovrapposizione quantistica, comportandosi allo stesso tempo come onda e particella.

Il risultato, ottenuto da un gruppo di ricerca dell’Università di Vienna, rappresenta un importante passo avanti nella comprensione dei fenomeni quantistici applicati a sistemi sempre più grandi.

Il “gatto di Schrödinger” diventa più grande

Per descrivere il risultato, i fisici hanno richiamato uno dei paradossi più celebri della fisica moderna: il gatto di Schrödinger, simbolo della sovrapposizione quantistica. In questo caso, però, il “gatto” è diventato decisamente più grande.

I ricercatori sono riusciti a creare la più grande sovrapposizione quantistica mai realizzata, uno stato in cui un oggetto non occupa una singola posizione, ma esiste simultaneamente in più luoghi possibili.

L’esperimento: 7.000 atomi in sovrapposizione

Nel dettaglio, il team dell’Università di Vienna ha lavorato su ammassi di circa 7.000 atomi di sodio metallico, ciascuno con una dimensione di circa 8 nanometri. Questi ammassi sono stati posti in una condizione quantistica tale da trovarsi in più posizioni contemporaneamente, separate tra loro da una distanza di 133 nanometri.

Si tratta di uno spazio enorme su scala quantistica, che rende il risultato particolarmente significativo rispetto agli esperimenti precedenti, solitamente limitati a singole particelle o a sistemi molto più piccoli.

Onde e particelle: un comportamento doppio

Uno dei principi fondamentali della meccanica quantistica è che le particelle possono manifestare una natura doppia, mostrando caratteristiche sia ondulatorie sia corpuscolari. Finora, questo comportamento era stato osservato soprattutto in atomi singoli o molecole semplici.

Il nuovo esperimento dimostra invece che anche sistemi composti da migliaia di atomi possono mantenere questa duplice natura, sfidando l’idea che la meccanica quantistica sia confinata solo al mondo microscopico.

Perché questo risultato è importante

La creazione di sovrapposizioni quantistiche su oggetti sempre più grandi ha implicazioni rilevanti per:

• la comprensione dei limiti tra fisica classica e quantistica

• lo sviluppo di tecnologie quantistiche avanzate

• la ricerca su sensori ultra-precisi e futuri computer quantistici

Dimostrare che un ammasso di migliaia di atomi può esistere in più stati contemporaneamente rafforza l’idea che le leggi quantistiche siano più universali di quanto si pensasse.

Un passo avanti nella fisica moderna

Il lavoro del gruppo dell’Università di Vienna segna un nuovo punto di riferimento nella ricerca sperimentale sulla sovrapposizione quantistica. Oggetti sempre più grandi iniziano a comportarsi secondo le regole del mondo quantistico, avvicinando concetti teorici a osservazioni concrete.

In altre parole, il famoso paradosso del gatto di Schrödinger non è più solo un esercizio mentale: la fisica moderna sta dimostrando che anche sistemi complessi possono vivere, almeno per un istante, in più realtà allo stesso tempo.