Il quinto stato della materia ottenuto nello spazio

Gli scienziati hanno osservato per la prima volta il quinto stato della materia, i condensati di Bose-Einstein (BEC), a bordo della Stazione Spaziale Internazionale

Gli scienziati hanno osservato per la prima volta il quinto stato della materia nello spazio. Questa osservazione potrebbe offrire una comprensione dell’universo quantico. I condensati di Bose-Einstein (BEC), la cui esistenza era stata predetta da Albert Einstein e dal matematico indiano Satyendra Nath Bose quasi un secolo fa, si formano quando gli atomi di alcuni elementi vengono raffreddati quasi allo zero assoluto (meno 273.15 Celsius). A questo punto, gli atomi diventano un’unica entità con proprietà quantistiche , in cui ogni particella funziona anche come un’onda di materia. La ricerca è stata pubblicata sulla rivista Nature. Gli scienziati pensano che i BEC siano fondamentali per la comprensione dell’energia oscura che si pensa sia responsabile dell’espansione accellerata dell’Universo. Sulla Terra è quasi impossibile studiarli a causa della gravità che interferisce con i campi magnetici necessari per tenerli in posizione per l’osservazione.

ISS decisiva

Sono stati pubblicati primi risultati degli esperimenti BEC a bordo della Stazione Spaziale Internazionale (ci sono differenze enormi con quello che accade ovviamente sulla Terra). Innanzitutto i BEC possono essere manipolati per oltre un secondo a bordo della ISS a differenza dei pochi secondi nei laborati terrestri. Questo permette uno studio molto più approfondito. La microgravità ha aiutato anche in una visione migliore degli stessi atomi.

Una svolta “notevole”

Creare il quinto stato della materia è stato qualcosa di grandioso. I bosoni (particelle con ugual numero di protoni ed elettroni) vengono portati fino allo zero quasi assoluto e bloccati in posizione. A questo punto viene introdotto un campo magnetico per impedirne ancor di più il movimento e l’onda di ogni particella si espande. Si crea una degenerazione quantistica, ovvero molti bosoni vengono stretti in una “trappola” microscopica che fa sovrapporre le loro onde in una singola onda di materia.

La microgravità a bordo della ISS ha permesso di creare BEC dal rubidio, un metallo simile al potassio, su una trappola molto più superficiale rispetto alla Terra. Grazie a ciò è stato possibile uno studio molto più approfondito.

Riferimenti:

• https://www.nature.com/articles/s41586-020-2346-1
• https://phys.org/news/2020-06-quantum-state-space.html