Catturata per la prima volta la danza quantistica degli atomi dal più grande laser a raggi X del mondo
Il mondo degli atomi è incomprensibili ai più, ma ci sono scienziati che li inseguono, li identificano, cercano di comprenderne la natura. E così può sembrare incomprensibile lo studio tedesco che ha portato una scoperta che ha meritato la pubblicazione su Science. È stata catturata per la prima volta la danza quantistica degli atomi: si tratta di fotogrammi che sono riusciti a mostrare le interazioni delle particelle ‘congelate’ da un laser a raggi X. A farlo è stato il lavoro coordinato da Till Jahnke, dall’Università di Francoforte. Il mondo quantistico obbedisce a regole difficili da capire, ben diverse da quelle a cui siamo abituati, e una di queste non permette di conoscere nello stesso momento la posizione e la velocità di una particella. E il cosiddetto il principio di indeterminazione di Heisenberg, ed è come essere in una danza in coppia senza poter vedere contemporaneamente dove sia il proprio compagno e come si stia muovendo. Bisogna sempre scegliere di concentrarsi su uno di essi.
Nelle molecole, questo strano comportamento ha un’altra conseguenza: anche se una molecola dovesse essere completamente congelata allo zero assoluto, non si ferma mai veramente. Gli atomi di cui è composta eseguono una danza silenziosa costante e infinita, guidata dalla cosiddetta energia di punto zero. Per molto tempo, questi movimenti di punto zero sono stati considerati impossibili da misurare direttamente.
Tuttavia, lo studio è ora riuscito a catturare la “danza degli atomi” di una molecola puntando su di loro un “riflettore”, il più grande laser a raggi X del mondo, l’European Xfel di Amburgo. “L’aspetto entusiasmante del nostro lavoro – ha detto Till Jahnke – è che siamo stati in grado di vedere che gli atomi non vibrano solo individualmente, ma che vibrano in modo accoppiato, seguendo schemi fissi”. Risultati che aprono a possibilità nuove per indagare i fenomeni quantistici e che potranno ora essere usati per analizzare molecole più complesse e arrivare a catturare anche la danza degli elettroni. “Con il nostro apparato – ha aggiunto Jahnke – possiamo gradualmente creare veri e propri cortometraggi di processi molecolari, qualcosa che un tempo era inimmaginabile.”
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