TRENTO. Nel laboratorio di atomi ultrafreddi del Centro Bec (Bose-Einstein Condensation) di Trento sono stati osservati nuovi fenomeni quantistici simulando materiali magnetici con superfluidi atomici.

I risultati, frutto della collaborazione tra l'Istituto nazionale di ottica (Ino) del Cnr, il Dipartimento di Fisica dell'Università di Trento e il Tifpa-Infn, sono stati pubblicati nel numero di ottobre della rivista Nature Physics.

I ricercatori hanno raffreddato un gas composto da atomi di sodio a temperature prossime allo zero assoluto, ponendolo in uno stato quantistico capace di simulare l'interfaccia tra due materiali magnetici, le cui proprietà sono caratterizzate da un diverso orientamento dello spin, situazione analoga a quella presente nei dispositivi di memoria, hard disk, oggi in uso.

Raffreddare il gas fin quasi allo zero assoluto - temperatura alla quale gli atomi smettono di comportarsi come particelle individuali e formano un unico sistema quantistico macroscopico detto condensato di Bose-Einstein - consente di superare i limiti legati alla natura dei gas a temperatura ambiente.

«Attraverso l'impiego di fasci laser e microonde, si possono manipolare gli atomi in maniera estremamente precisa e prepararli in un particolare stato quantistico in grado di mimare l'interfaccia tra due diversi materiali magnetici. Da un lato dell'interfaccia gli spin sono tutti allineati lungo una direzione intrinseca del materiale, dall'altro ruotano attorno alla direzione del campo applicato», spiegano in una nota Gabriele Ferrari (Unitn) e Alessio Recati (Cnr-Ino).

Nel campione realizzato nel laboratorio trentino, in virtù della intrinseca natura superfluida e dei peculiari legami interatomici che caratterizzano i condensati di Bose-Einstein, il rilassamento verso l'equilibrio avviene in tempi più lunghi, offrendo l'opportunità di osservare direttamente la sua evoluzione nel tempo.

«Ciò ha consentito di individuare un nuovo tipo di onde magnetiche generate a seguito della torsione dello spin, onde che si propagano senza attrito all'interno della nuvola di atomi, distruggendo l'interfaccia da cui sono state generate", dichiarano Giacomo Lamporesi (Cnr-Ino) e Alessandro Zenesini (Cnr-Ino).