Ricercatori dell’Istituto nazionale di ottica del Consiglio nazionale delle ricerche Ino-Cnr e Lens dell’Università di Firenze, in collaborazione con la Scuola normale superiore di Pisa e la Sissa di Trieste, hanno realizzato una giunzione Josephson, elemento alla base dei principali sensori che permettono di misurare il campo elettromagnetico con massima precisione, utilizzando un gas di Fermi superfluido a temperature ultrafredde. I risultati, pubblicati sulla rivista Science, rappresentano un importante passo avanti per lo sviluppo di nuove tecnologie che si basano sui principi della meccanica quantistica.
“I fermioni sono particelle fondamentali le cui leggi fondamentali che ne regolano il comportamento furono svelate da Enrico Fermi nel 1926 mentre lavorava a Firenze, presso la collina di Arcetri”, afferma Massimo Inguscio professore ordinario del Dipartimento di fisica e astronomia dell’Università di Firenze e responsabile del gruppo di ricerca. “A temperature ben sotto lo zero centigrado, i fermioni possono attrarsi a sufficienza da formare coppie. In questo nuovo stato quantistico, le coppie si muovono coerentemente fra loro, riuscendo a scorrere all’interno di un materiale senza resistenza e dissipazione. A novant’anni dal lavoro di Enrico Fermi a Firenze, è stata studiata per la prima volta la dinamica coerente di coppie superfluide di atomi fermionici ultrafreddi di Litio-6”.
“La grande novità di questo lavoro consiste nel fatto che l’interazione tra gli atomi di litio può essere controllata direttamente, permettendo di osservare l’effetto Josephson sia nel regime in cui le coppie sono debolmente interagenti sia in quello in cui l’interazione tra i fermioni raggiunge invece il valore massimo permesso dalla meccanica quantistica”, continua Giacomo Roati, ricercatore Ino- Cnr. “Lo studio effettuato è di grande interesse per le possibili applicazioni in tecnologie di nuova generazione che utilizzano i principi della meccanica quantistica. La comprensione teorica di quelli che saranno i materiali del futuro è ancora limitata e i sistemi di atomi freddi costituiscono una piattaforma essenziale per studiarne le proprietà”.
