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Scienza

Nobel per la fisica agli studi sul computer quantistico

L’americano David J. Wineland e il francese Serge Haroche conquistano il prestigioso riconoscimento per i loro metodi sperimentali all'avanguardia

David J. Wineland e il francese Serge Haroche (Ansa)

Il Nobel per la fisica è stato attribuito all’americano David J. Wineland, 68 anni dell’istituto Nist per  e al francese Serge Haroche. Il primo, dottorato alla Harvard University, lavora all’agenzia federale Nist (National Institute of standard and Technology), che si occupa dello sviluppo di tecnologie sperimentali; il secondo, nato a Casablanca, è un docente di meccanica quantistica al Collège de France.

La motivazione della giuria di Stoccolma è stata la seguente: "Il premio viene conferito per i loro metodi sperimentali all’avanguardia che hanno permesso la misura e la manipolazione dei sistemi quantistici individuali. I laureati hanno aperto la strada per una nuova era di sperimentazione nella fisica quantistica in cui è possibile l’osservazione diretta di particelle quantistiche singole senza distruggerle". La commissione ha aggiunto che "i loro metodi innovativi hanno permesso a questo settore di ricerca di fare i primi passi verso la costruzione di un nuovo tipo di super computer veloce basato sulla fisica quantistica e anche alla costruzione di orologi estremamente precisi che potrebbero diventare una base futura per la creazione di un nuovo standard di tempo".

Il grande merito di questi due scienziati è sostanzialmente quello di avere osservato il passaggio dalla fisica quantistica alla fisica classica di un "pacchetto di fotoni", le particelle di luce. La fisica classica, quella che descrive la nostra realtà quotidiana, ha leggi completamente differenti dalla fisica quantistica: possiamo osservare gli oggetti senza perturbarli. In fisica quantistica invece, il principio di indeterminazione di Heisenberg vieta la possibilità di misurare la posizione di una particella senza perturbare la sua quantità di moto, e viceversa. I due vincitori del premio Nobel, sono riusciti a intrappolare per un tempo sufficientemente lungo pacchetti di fotoni (con una sorta di cavità a specchi) senza distruggerli, cioé facendo in modo che non fossero assorbiti, così da poterne osservare il comportamento. Una delle incredibili esperienze che hanno potuto studiare è la cosiddetta decoerenza. A questo proposito uno degli illuminanti articoli di ricerca di Haroche è stato pubblicato su Physics Review a si intitola “Observing the Progressive Decoherence of the Meter in a Quantum Measurement”. La decoerenza è quel fenomeno in cui vengono meno i tratti della fisica quantistica e le particelle si comportano nella maniera descritta dalla fisica classica. Sostanzialmente si avverte il passaggio dal mondo della miscrofisica a quello della microfisica.

Oltre alle applicazioni pratiche dei loro esperimenti, che verranno enfatizzate nei prossimi giorni, uno dei meriti dei due studiosi è quello che i loro studi potranno aiutarci a capire di più come mai il mondo della nostra realtà macroscopica è così diverso da quello della realtà microscopica.

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