Un nuovo modello teorico, in grado di rivelare una fase della materia in cui “la conduzione elettrica avviene senza resistenza, e allo stesso tempo in modo intrinsecamente protetto da perturbazioni e difetti”, è stato sviluppato da un team di ricerca internazionale che coinvolge un ricercatore del Politecnico di Torino. Lo studio, pubblicato su Nature Communications e cofirmato dal ricercatore Luca Barbiero, svela un nuovo fenomeno fisico, osservabile in simulatori quantistici basati su atomi magnetici ultrafreddi, capace indagare stati della materia inesplorati. Lo studio è stato condotto presso il Dipartimento di Fisica Sperimentale dell’Università di Innsbruck e l’Istituto per l’Ottica Quantistica e l’Informazione Quantistica dell’Accademia Austriaca delle Scienze, in collaborazione con il Politecnico di Torino e con il supporto del Fondo Austriaco per la Scienza e del Consiglio Europeo della Ricerca.
Spingersi oltre gli stati classici della materia e progettarne di nuovi è una delle grandi sfide della fisica contemporanea. Nel modello, gli atomi vengono raffreddati a temperature prossime allo zero assoluto tramite tecniche di raffreddamento laser ed evaporativo. In queste condizioni, il loro comportamento è dominato dalle leggi della meccanica quantistica, rendendo osservabili fenomeni che non emergono nella materia descritta dalla fisica classica. Si crea così un vero simulatore quantistico, capace di riprodurre con grande accuratezza stati complessi della materia quantistica.
Tra gli stati quantistici individuati ne figura uno in cui il trasporto di carica avviene senza dissipazione ed è al tempo stesso protetto da perturbazioni esterne. In prospettiva, spiegano i ricercatori, “questi sistemi potrebbero aprire la strada a una nuova generazione di computer quantistici tolleranti agli errori, grazie alla loro robustezza intrinseca nei confronti dei disturbi ambientali”.