Era il 1924 quando i fisici Albert Einstein e Satyendranath Bose teorizzarono il quinto stato della materia: è formato da bosoni raffreddati a una frazione di grado sopra lo zero assoluto, temperatura alla quale sono indotti a muoversi molto lentamente e avvicinarsi abbastanza fino a sovrapporsi, producendo una nuvola di atomi ultrafreddi ad alta densità che si comporta come un “superatomo” o un’onda di materia. A questo è dato il nome di condensato di Bose-Einstein (BEC).
Dopo aver oltrepassato le barriere concettuali dei quattro stati della materia (i classici solido, liquido, gassoso e plasma) è stata una corsa al suo studio ed alla sua osservazione. I primi condensati di Bose-Einstein furono realizzati presso il laboratorio NIST-JILA dell’Università del Colorado alla metà degli anni ’90.
Per ottenere un BEC è necessario raffreddare intensamente i bosoni, portandoli a un valore prossimo allo zero assoluto, utilizzando laser e trappole magnetiche, con una forte riduzione di efficienza dovuta alla forza di gravità terrestre.
È per questo che il Jet Propulsion Laboratory della NASA ha costruito e inviato a bordo della Stazione Spaziale Internazionale il Cold Atom Laboratory (CAL), che ha permesso di effettuare i delicatissimi esperimenti in microgravità.
Il quinto stato della materia è stato ottenuto a bordo della Stazione Spaziale Internazionale
Nel 2018 gli scienziati erano riusciti a raffreddare atomi di un metallo morbido chiamato rubidio a temperature di circa 100 nano Kelvin, un decimilionesimo di un Kelvin sopra lo zero assoluto (- 273,15 °C).
Nell’ultimo esperimento, i cui risultati sono pubblicati nell’articolo ‘Observation of Bose–Einstein condensates in an Earth-orbiting research lab‘ sulla rivista Nature, i bosoni sono stati portati a meno di un nano Kelvin sopra lo zero assoluto, rallentandoli ulteriormente e rendendo ancor più chiari i fenomeni da studiare.
La nuvola di bosoni, invece di sparire nel giro di pochi millisecondi, in quelle condizioni infatti dura anche alcuni secondi. Questo ha dato modo agli scienziati di poterla osservare ‘con calma’.
Ora attendiamo con ansia nuovi progressi da un campo della scienza ancora tutto da scoprire.
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