Ora possibili misure super-precise nella fisica quantistica

Diventa possibile fare misure molto precise nel campo della fisica quantistica, governato dalle leggi bizzarre che regnano nel mondo dell'infinitamente piccolo: il nuovo passo in avanti è possibile grazie all'esperimento condotto da Università Tecnica (Tu) di Vienna, Istituto Nazionale di Ricerca Metrologica (Inrim) di Torino e Istituto Laue-Langevin di Grenoble (Francia), com/iucr/doi/10.1107/S1600576722006082">pubblicato sul Journal of Applied Crystallography.

L'esperimento riguarda la fisica neutroni, le particelle che formano gli atomi insieme a protoni ed elettroni, è stato condotto grazie a due cristalli di silicio: mentre finora gli esperimenti che studiavano il comportamento del neutrone come un'onda si potevano fare solo all'interno di un unico cristallo, per la necessità di ridurre al minimo i disturbi esterni, ora sarà possibile farli utilizzando due cristalli allineati con una precisione senza precedenti.

Lanciando i neutroni su un cristallo, queste particelle si comportano come un'onda, divisa in due e poi ricomposta da un secondo cristallo dopo aver percorso cammini differenti. Questo campo di studi è noto come interferometria a neutroni e ha svolto un ruolo fondamentale nella ricerca per decenni. Purtroppo la dimensione di questi esperimenti è sempre stata limitata, poiché possono funzionare solo se scolpiti in un singolo cristallo. Questo perché l'interferenza dei neutroni è estremamente fragile: "piccole imprecisioni, vibrazioni, spostamenti o rotazioni dei cristalli che formano l'interferometro la distrugge", afferma Hartmut Lemmel, della Tu di Vienna; "Ecco perché si scolpisce l'interferometro in un singolo cristallo".

L'Inrim ha fornito le tecnologie necessarie che ha sviluppato nel corso di decenni nel campo dell'interferometria a scansione con raggi X. "Sebbene la precisione richiesta sia ancora più alta per i neutroni - afferma Enrico Massa dell'Inrim - quello che funziona con i raggi X deve funzionare anche con i neutroni". Usando un interferometro laser integrato, attenuando le vibrazioni, stabilizzando la temperatura e utilizzando le competenze dell'Inrim per l'allineamento dei cristalli, l'interferenza dei neutroni con cristalli separati è stata finalmente osservata.