Fisica, catturata per la prima volta la danza quantistica degli atomi

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, pubblicato sulla rivista Science. 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. È il cosiddetto 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.

Catturata la “danza degli atomi”

Tuttavia, questo nuovo studio è 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”.

Questi risultati aprono a possibilità nuove per indagare i fenomeni quantistici e 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”.