Roberta De Carolis Il quinto stato della materia prodotto nello spazio. Sulla Stazione Spaziale Internazionale esiste ora il primo impianto in orbita terrestre. Lo studio Nasa
©3Dsculptor/Shutterstock
Il quinto stato della materia si può produrre (e studiare molto meglio) nello spazio. Il Cold Atom Lab della Nasa, sulla Stazione Spaziale Internazionale, è diventato, di fatto, il primo impianto a produrlo in orbita terrestre. Un tassello importante verso una più profonda conoscenza della materia di cui siamo fatti.
Si chiama ‘Condensato di Bose-Einstein‘ e, ipotizzato dagli scienziati che ne hanno dato poi il nome, è stato scoperto nel 1995 da Eric Cornell e Carl Wieman, che per questo sono stati insigniti dal premio Nobel per la Fisica nel 2001, cambiando la fisica e il modo di approcciarsi a questa disciplina che ci circonda.
È una condizione materiale che si realizza a temperature pressochè prossime allo zero assoluto (che non è quello centigrado, ma ben 273 gradi in meno), dove la materia, in linea teorica, non esiste più. Realizzabile a livello di particelle subatomiche, manifesta proprietà straordinarie totalmente diverse da solidi, liquidi, gas e plasmi, ed è chiamato condensato perchè perché a quelle temperature le particelle iniziano a comportarsi come fossero una sola.
È vero, si realizza a livello atomico e subatomico, ma la meccanica quantistica, che di questo infinitamente piccolo si occupa, tocca le nostre vite ogni giorno. È infatti alla base dell’informatica ma anche delle comunicazioni moderne, tra telefoni cellulari e Internet, che sfruttano le caratteristiche degli elettroni nel silicio.
Un mondo tanto vasto quanto affascinante che, nonostante sia stato scoperto più di un secolo fa, ancora lascia gli scienziati a bocca aperta con nuove e sempre incredibili scoperte. Quella realizzata 25 anni fa con il condensato di Bose-Einstein non fu da meno. E oggi non è solo una scoperta scientifica, ma una realtà “produttiva” che apre le porte ad un possibile mondo nuovo.
Grazie allo spazio, dove si realizzano più facilmente le temperature necessarie e dove sono possibili tempi di osservazione più lunghi.
©NASA/JPL-Caltech
“Anche a partire da quando furono realizzati i primi condensati di Bose-Einstein, i fisici hanno riconosciuto come il lavoro nello spazio potesse offrire grandi vantaggi nello studio di questi sistemi quantistici – spiega infatti David Aveline, membro del team che ha realizzato l’impianto – Ci sono state alcune prove mirate al riguardo, ma ora, con il funzionamento continuo di Cold Atom Lab, stiamo dimostrando che c’è molto da guadagnare facendo questi esperimenti prolungati giorno dopo giorno in orbita”.
L’obiettivo è quello di generare condizioni “semplici” con le quali generare microgravità, una condizione oggetto di numerosi studi sulle proprietà delle sostanze attualmente note, ma anche qualcuno di tipo terapeutico, volto a progettare nuove cure anticancro. Una recente ricerca dell’Università della Tecnologia di Sydney dimostrerebbe per esempio che un giorno di microgravità è in grado di uccidere tra l’80 e il 90% di cellule tumorali.
L’assenza di gravità non è però molto semplice da realizzare, soprattutto sul nostro Pianeta. Precedenti esperimenti con atomi ultrafreddi avevano usato razzi sonori o lasciato cadere i loro hardware appositamente progettati dalla cima di alte torri per creare secondi o minuti di assenza di gravità. Situazioni sperimentali, comunque, non facilmente gestibili, e dalle quali non è proprio banale ottenere dati certi.
“Con Cold Atom Lab gli scienziati possono vedere i loro dati in tempo reale e apportare modifiche ai loro esperimenti con breve preavviso – spiega Jason Williams, coautore del lavoro – Questa flessibilità significa che siamo in grado di apprendere rapidamente e rispondere a nuove domande quando si presentano”.
L’innovazione appena annunciata apre davvero le porte ad una nuova fase della tecnologia e della scienza? Ancora presto per dirlo, ma molto probabile.
“Penso davvero che abbiamo appena iniziato a grattare la superficie di ciò che può essere fatto con esperimenti atomici ultrafreddi nella microgravità – sostiene Ethan Elliott, altro membro del team – Sono davvero entusiasta di vedere cosa farà la comunità di fisica fondamentale con questa nuova struttura a disposizione”.
Il lavoro è stato pubblicato su Nature.
Fonti di riferimento: Nasa / Nature
Leggi anche:
