Nella fisica classica, un oggetto non può attraversare una barriera senza energia sufficiente. Tuttavia, nella fisica quantistica, le particelle possono passare attraverso le barriere energetiche attraverso un fenomeno noto come tunneling.

Questo processo consente alle particelle di “scivolare” attraverso gli ostacoli, cosa che ha già applicazioni in tecnologie come le memorie flash. Precedenti esperimenti hanno suggerito che le particelle potrebbero passare attraverso queste barriere a velocità superiori a quella della luce, il che contraddice la teoria teoria della relatività di Einstein.

I fisici Patrik Schach ed Enno Giese dell’Università di Darmstadt propongono un nuovo metodo di misurazione, più adatto alla natura quantistica di questo fenomeno, e hanno pubblicato i loro risultati sulla rivista Progressi della scienza. Questo nuovo approccio sfida le misure tradizionali di tempo Ci vogliono particelle per attraversare le barriere energetiche. L’effetto tunnel dimostra il dualità onda-particella particelle. Quando incontrano una barriera, parte di loro onda viene riflesso, mentre una piccola porzione lo attraversa, permettendo alla particella di apparire dall’altra parte. Fino ad ora, le misurazioni del “tempo di tunneling” prendevano come riferimento la parte superiore del pacchetto d’onda. Patrik Schach ed Enno Giese mettono in discussione questo approccio.

Ispirati da una citazione di Albert Einstein, questi ricercatori suggeriscono di utilizzare le particelle come orologi. Confrontando una particella tunnel con una particella di riferimento a riposo è possibile determinare l’esatta durata del passaggio per effetto tunnel. Il loro metodo utilizza atomi i cui livelli dienergia oscillare a frequenze specifiche. Queste oscillazioni, innescate da impulsi laserconsentono misurazioni precise del tempo trascorso.

I calcoli dei fisici mostrano che la particella tunnel subisce un leggero ritardo rispetto al suo riferimento. Ciò contraddice gli esperimenti precedenti che attribuivano la velocità superluminale al tunneling. Misurando però una differenza oraria di circa 10^-26 secondi costituisce una sfida tecnica significativa. L’utilizzo di nuvole di atomi anziché di singoli atomi potrebbe migliorare la precisione.

Sebbene questo metodo presenti delle sfide, sono in corso collaborazioni per implementarlo.