Dall'elettronica all'atomtronica

Dal 19 luglio 2024 è in edicola e online il n. 283 della rivista Focus, contenente un articolo sulle attività di ricerca del Prof. Luigi Amico (DFA & Technology Innovation Institute, TII, Abu Dhabi).

Dal testo dell'articolo (di Andrea Parlangeli):

Persone che attraversano i muri come fanta­smi, gatti che possono essere al tempo stesso vivi o morti, automobili che non si sa più dove siano quando un autovelox ne misura la velo­cità… queste e tante altre sono le stranezze che vedremmo se le leggi della meccanica quantistica si appli­cassero alla nostra realtà quotidiana. Quelle stesse leggi valgo­no però davvero nel mondo microscopico, e se riuscissimo a dominarle potremmo sviluppare un’enorme gamma di appli­cazioni. Questa è la sfida delle tecnologie quantistiche, alle quali si sta lavorando nei laboratori di tutto il mondo.

Per saperne di più, siamo stati a una conferenza che si è svolta a Benasque, in Spagna, a fine maggio. Ad accoglierci è Luigi Ami­co, docente all’Università di Catania e direttore del dipartimen­to di Fisica quantistica del Technology Innovation Institute (TII) di Abu Dhabi. Amico è il padre di questo appuntamento che si ripete ogni due anni circa dal 2015, sempre in questo pae­sino incastonato tra i Pirenei. «All’inizio eravamo una quaran­tina, abbiamo cominciato a definire il campo», dice. Adesso è una conferenza ben affermata, con partecipanti che arrivano da tutto il mondo: Italia (da Catania a Trieste), Spagna, Germania, Emirati Arabi, Singapore, Stati Uniti, Giappone e così via. La conferenza è dedicata in particolare al settore emergente del­l’“atomtronica”, parola che è il frutto della fusione di “atomo” ed “elettronica”: «Nasce dall’idea di far circolare flussi di atomi analogamente a come la corrente elettrica scorre nei circuiti tradizionali», spiega Amico, che ne è tra i fondatori. Se le strade in cui si muove la corrente tradizionale sono fatte di metallo e di silicio, infatti, quelle percorse dagli atomi sono costruite con la luce laser, che si può usare a vari scopi: per raffreddare un gas fin quasi allo zero assoluto (laser cooling), per intrappolarlo in una certa regione di spazio (laser trapping) o addirittura per spostare i singoli atomi del gas a uno a uno (optical tweezers). Le prime due di queste innovazioni sono state premiate con il Nobel nel 1997, la terza nel 2018. Tutte e tre aprono la strada a un’infinità di applicazioni. Una delle più studiate consiste nel far girare in tondo un gas ultrafreddo di atomi, con temperature di milionesimi di grado sopra lo zero assoluto. In quelle condizioni, la materia mostra la sua natura ondulatoria e può creare fenomeni di interferenza, così come fanno il suono e la luce. E l’interferenza consente di effettuare misure di precisione di campi elettrici, magnetici, gra­vitazionali e perfino di accelerazioni. «Gli atomi sono perfetti in particolare per misurare le rotazioni», aggiunge Amico. «Posso­no rilevare spostamenti veramente minuscoli, 10 volte inferiori alla rotazione della Terra in un millesimo di secondo».

Il testo completo dell'articolo è disponibile su Focus.