Quando il “troppo piccolo” diventa misurabile
Immaginate di voler misurare l’energia necessaria per spostare un globulo rosso di un solo nanometro in altezza. È più o meno quello che è riuscito a fare un gruppo di ricercatori finlandesi: un risultato che fa impressione.
Il team dell’Università Aalto, in collaborazione con la società IQM, ha registrato valori di energia pari a 0,83 zeptojoule. Per capire quanto sia minuscolo, pensate che uno zeptojoule sta a un joule come un granello di sabbia sta a tutte le spiagge del mondo. Una scala così lontana dalla nostra esperienza che è normale non riuscire a immaginarla.
Il trucco che ha reso possibile la misura
Misurare qualcosa di così piccolo non è mai una questione di puntare un sensore e leggere un valore. Serve un approccio più ingegnoso.
I ricercatori hanno costruito un calorimetro, un dispositivo nato per catturare variazioni di calore minime. La parte interessante è il modo in cui l’hanno realizzato: usando due tipi di metallo. Una parte è superconduttrice, l’altra è un normale conduttore. A temperature bassissime, nell’ordine dei millikelvin, la superconduttrice diventa estremamente delicata. Basta un briciolo di calore per destabilizzarla, e quel piccolo “crollo” è ciò che permette di misurare l’energia.
Perché è importante
- Contare i singoli fotoni. Da tempo i fisici cercano di contare le particelle di luce una per una. Questa tecnica avvicina il momento in cui sarà possibile farlo.
- Cercare la materia oscura. L’universo è fatto per lo 85 % di materia oscura, invisibile ma presente grazie alla gravità. Con un sensore così sensibile si potrebbe scoprire se le particelle chiamate assioni sono davvero quelle che passare attraverso i detector.
- Migliorare i computer quantistici. I computer quantistici lavorano a temperature basse come quelle del sensore. Questo strumento potrebbe leggere i qubit senza aggiungere rumori o errori, un passo importante per il loro pratico sviluppo.
Il futuro si costruisce in silenzio
Il progetto non promette cure miracolose o scoperta di nuovi pianeti. È il risultato di un lavoro di precisione che ha perfezionato un dispositivo per la misura di energie che prima non eravamo neppure in grado di vedere.
Questi progressi non fanno notizia,却又积累起来才能支持未来大发现. Oggi si registra un calorimetro più preciso. Tomorrow, forse, si capisce meglio la materia oscura o si ha un computer quantistico che risolve problemi reali.
La ricerca è stata guidata dal professor Mikko Möttönen dell’Università Aalto, pubblicata su Nature Electronics e finanziata da Future Makers. È un esempio di come molte importanti progressi scientifici nascano lontano dai titoli, da collaborazioni tra istituzioni e da un lavoro silenzioso che estende i confini di ciò che possiamo misurare.