Quarto stato della materia, superfluido vicini allo zero assoluto

Nei laboratori del Massachusetts Institute of Technology (Mit), a Boston, è stata creta una nuova forma del cosiddetto “quarto stato della materia”: un gas di atomi che presenta le caratteristiche di superfluidità a temperature vicine allo zero assoluto, le più basse mai raggiunte finora.

Il lavoro, guidato da Wolfgang Ketterle, premio Nobel per la Fisica nel 2001, e pubblicato su Nature, rappresenta una scoperta di eccezionale importanza, strettamente correlata alla superconduttività degli elettroni nei metalli che ha applicazione nei magneti, nei sensori e nel trasporto di elettricità ad alta energia.

I superfluidi sono gas in grado di esibire proprietà del tutto insolite per gli stati ordinari della materia. Hanno viscosità zero, per cui scorrono senza resistenza, hanno zero entropia e una conduttività termica infinita. Come previsto nel modello teorico di Bose-Einstein nel 1925, gli atomi a temperature molto basse si condensano in modo da occupare lo stesso stato quantico, cioè hanno tutti la stessa energia e oscillano insieme: se uno si muove, si muovono tutti. Questo fenomeno di meccanica quantistica ha trovato la sua prima conferma sperimentale solo 70 anni più tardi, nel 1995 motivo per cui Ketterle meritò, insieme ad altri due colleghi, il premio di Stoccolma. Tuttavia, osservare il condensato di Bose-Einstein non è esattamente come osservare la superfluidità, che è assai più difficoltoso.

Di qui l’importanza dell’ultimo lavoro del gruppo del Mit, che è riuscito a produrre uno stato gassoso superfluido dell’isotopo 6 del litio. Grazie a tecniche laser, i fisici hanno raffreddato il gas fino a raggiungere quasi la temperatura di -273 °C, lo zero assoluto. Hanno così osservato la materia allo stato superfluido. (da.c.)