Abbiamo tutti imparato a scuola che la velocità della luce nel vuoto è una costante universale, una sorta di limite cosmico invalicabile. Recentemente i ricercatori hanno quindi cercato di rallentarlo, o addirittura di fermarlo del tutto. Come hanno fatto? Immergendosi nello strano mondo della fisica quantistica e sfruttando uno stato della materia molto particolare: il condensato di Bose-Einstein.
Il condensato di Bose-Einstein: uno stato straordinario della materia
Immagina un gas raffreddato a una temperatura prossima allo zero assoluto. Gli atomi che lo compongono poi si comportano in un modo molto strano: cominciano a comportarsi come lo stesso oggetto, un po' come un'onda. Questo è chiamato condensato di Bose-Einstein. Questo stato della materia, previsto da Albert Einstein e Satyendra Nath Bose, è stato osservato per la prima volta in laboratorio negli anni ’90.
Questi condensati presentano proprietà affascinanti. Ad esempio, hanno viscosità zero, il che significa che possono scorrere senza alcun attrito. Possono anche intrappolare la luce. Più precisamente, pensateli come una sorta di “melassa quantistica”. Quando la luce attraversa questa melassa, interagisce con gli atomi che la compongono. È come se i fotoni si ritrovarono intrappolati in una rete molto sottile, formata da questi atomi.
Rallentare la luce: un'impresa scientifica
Per rallentare la luce, gli scienziati hanno utilizzato una nuvola di atomi di sodio raffreddati per formare un condensato di Bose-Einstein. Hanno quindi inviato impulsi laser su questa nuvola. Interagendo con gli atomi del condensato, la luce rallentava notevolmente, raggiungendo una velocità di soli 17 metri al secondo, ovvero circa 61 chilometri all'ora.
I ricercatori non si sono fermati qui. Anzi, sono riusciti anche a spegnere completamente la luce per un breve istante, prima di rilasciarla.
Perché rallentare la luce?
Potresti chiederti perché gli scienziati sono interessati a rallentare la luce. Il fatto è che il le potenziali applicazioni di questa ricerca sono numerose. Utilizzando la luce rallentata per archiviare ed elaborare le informazioni, potrebbe in particolare essere possibile sviluppare computer in grado di eseguire calcoli ben oltre le capacità dei computer attuali. La luce rallentata potrebbe anche essere utilizzata per creare memorie ottiche ultraveloci o sistemi di comunicazione sicuri. Infine, studiando il comportamento della luce nei condensati di Bose-Einstein, i ricercatori sperano di comprendere meglio le leggi della fisica quantistica e le interazioni tra materia e luce.
Questo lavoro apre quindi prospettive entusiasmanti per la ricerca fondamentale e le applicazioni tecnologiche. Ci ricordano che la nostra comprensione dell’Universo è in continua evoluzione e che le frontiere della scienza vengono costantemente respinte.
Implicazioni filosofiche: ridefinire la nostra percezione della realtà
Questa padronanza della luce apre anche affascinanti riflessioni filosofiche. Rallentando o fermando la luce, gli scienziati stanno ampliando i confini della nostra comprensione di concetti fondamentali come il tempo e lo spazio. Essere in grado di manipolare la velocità della luce potrebbe un giorno cambiare la nostra percezione della realtà stessa, in particolare mettendo in discussione nozioni che pensavamo immutabili. Quest’area di esplorazione ci ricorda che, nonostante i progressi spettacolari, siamo solo nelle prime fasi della scoperta dei segreti dell’Universo.
I dettagli di questo lavoro sono pubblicati su Nature.
