Il raggio traente di Star Trek è (quasi) realtà

Viene proprio da pensare al raggio traente di Star Trek, una tecnologia che permette alle astronavi di catturare oggetti esterni e controllarli, oppure di rendere sicuro l’attracco delle navette. Ma non siamo nello spazio profondo bensì ad Adelaide, in Australia, dove un team di ricercatori ha sviluppato un esperimento dal sapore fantascientifico. Un fascio di luce infrarossa che interagisce con gli atomi chiusi in una camera, costringendoli nel microscopico foro di una fibra ottica.

“È la prima volta”, scrivono i ricercatori nell’articolo pubblicato su Physical Review Applied, “che siamo riusciti a realizzare un’efficiente trappola a guida d’onda”.

Un raggio traente per atomi freddi

Gli scienziati dell’Istituto di Fotonica e Sensoristica Avanzata dell’Università di Adelaide hanno usato una nuvoletta di circa cento milioni di atomi freddi di rubidio-85, un metallo alcalino. Per “freddi” si intende circa 150 micro-Kelvin, una temperatura vicina allo zero assoluto. Gli atomi freddi sono strumenti scientifici molto utili: hanno un’alta densità atomica e una bassa velocità e vengono impiegati in diversi ambiti per misurare, nella sensoristica e in simulazioni. Inoltre, gli atomi di rubidio interagiscono molto con la luce, e quindi sono particolarmente adatti per questo tipo di esperimenti.

Alla ricerca del raggio traente

Non è la prima volta che si cerca di realizzzare un raggio traente: in passato si era cercato di manipolare piccoli oggetti utilizzando ultrasuoni. Tuttavia, se gli oggetti sono davvero molto piccoli, e in questo caso parliamo di atomi, è obbligatorio un cambio di tecnologia. “In Star Trek i raggi traenti sono blu o verdi”, spiega a The Lead Ahsby Hilton, uno degli scienziati che hanno realizzato l’esperimento, “nel nostro caso la trappola è fatta di invisibile luce infrarossa. Il fascio di luce acchiappa gli atomi che vagano nella camera, nella quale le condizioni di temperature e pressione sono molto simili a quelle dello spazio”.

La luce infrarossa interagisce con gli atomi di rubidio. A causa di questa interazione, gli atomi sono costretti a muoversi dove il fascio di luce è più intenso e vengono spinti dentro una fibra ottica, dove possono essere trattenuti a lungo. “Il nostro esperimento dimostra che possiamo controllare la luce in maniera molto precisa, fino al punto da catturare degli atomi”, commenta Philip Light, coordinatore dello studio (nomen omen). “Gli atomi intrappolati in questo modo ci permetteranno di condurre esperimenti di comunicazione quantistica: vorremmo usarli come elementi di memorie di nuova generazione”.

Tessere reti quantistiche

Finora, su cento milioni di atomi, i ricercatori sono riusciti a intrappolarne il 3%. Tuttavia, contano di poter essere più efficienti modificando la geometria del fascio di luce. Le simulazioni mostrano infatti che basterebbe che questo avesse la forma di cilindro cavo per aumentare notevolmente l’efficienza. Una sorta di tunnel di luce che permetterebbe di intrappolare gli atomi senza illuminarli direttamente. Se ci riuscissero, potrebbero dare un impulso  allo sviluppo delle tanto attese reti quantistiche. una tecnologia che garantirebbe comunicazioni assolutamente sicure.