Non tutta l'indeterminazione viene per nuocere. In
una ricerca pubblicata da Nature un gruppo di fisici
guidati da Keith Schwab della Cornell University (Ithaca,
USA) ha scoperto una modalità per utilizzare in modo
pratico il principio di indeterminazione di
Heisenberg. Secondo questo principio e in generale
secondo la teoria quantistica, infatti, è
impossibile misurare le caratteristiche di un
oggetto senza perturbarlo. L'osservazione, infatti,
fa sì che il sistema osservato riceva una
perturbazione chiamata quantum back-action che
impedisce misurazioni simultanee di velocità e
posizione.
Schwab
e il suo gruppo hanno pensato di usare questo
"inconveniente" per raffreddare oggetti quantistici
sino a temperature bassissime. Per misurare la
velocità hanno sfruttato un sottile raggio di
nitruro di silicio, una polvere bianca resistente
all'acqua, agli shock termici e ai reagenti chimici
che in genere viene utilizzata come catalizzatore e
nelle turbine a gas ad alte temperature. Piccoli
cambiamenti nella posizione di questo raggio, ampio
solo poche decine di nanometri e chiamato
nanorisonatore, alterano la conduttività elettrica
di un vicino apparecchio elettronico, il
Superconducting single-electron transistor (SSET),
utilizzato per determinare la posizione
dell'oggetto.
SSET - Immagine Cornell University
A causa della perturbazione quantistica, la
misurazione del SSET fa vibrare il nanorisonatore. I
ricercatori hanno capito però che se il SSET viene
regolato a particolari voltaggi, corrispondenti ai
livelli quantizzati di energia degli elettroni che
vi passano attraverso, le vibrazioni del
nanorisonatore diminuiscono. L’effetto non previsto
è che l’oggetto viene raffreddato perché lo
strumento comincia ad assorbire calore. Schwab e il
suo gruppo sono convinti che questa scoperta
potrebbe essere utilizzata per produrre stati
superfreddi in strumentazioni meccaniche che operano
a livello nanometrico.
