È l’attosecondo, un intervallo di tempo mostruosamente piccolo, il protagonista del premio Nobel per la Fisica 2023, un tempo in cui un brevissimo lampo di luce è in grado di guardare meglio il movimento degli elettroni, la cui migliore conoscenza rivoluzionerà la tecnologia del futuro: vediamo di cosa si tratta.
Il premio
L’ambìto premio è stato conferito a Pierre Agostini (Università dell’Ohio), Ferenc Krausz (Max Planck Institute dell’Università di Monaco di Baviera) e Anne L’Huillier (Università di Lund) per il loro studio dei segnali luminosi in intervalli temporali piccolissimi, che in fisica vengono chiamati attosecondi, più precisamente intervalli di circa un miliardesimo di miliardesimo di secondo.
Per dare un metro di paragone, considerate che un battito di ciglia dura poco meno di mezzo secondo, durante il quale passano circa mezzo milione di milione di milioni di attosecondi.
“I loro esperimenti” – comunica l’Accademia – “hanno dato all’umanità nuovi strumenti per esplorare il mondo degli elettroni all’interno degli atomi e delle molecole”.
Gli elettroni non si comportano come gli oggetti che si muovono nel mondo che ci circonda, rispondono a regole contro intuitive dettate dalla meccanica quantistica e sono per noi difficoltosi anche da immaginare. Allora comprenderne il rapido movimento è fondamentale perché ha un enorme potenziale di applicazione in ambiti comuni come quello dell’elettronica e della diagnostica medica, dove appunto lo studio del rapido movimento degli elettroni è fondamentale per comprendere a fondo i processi alla base di molti fenomeni.
L’esperimento: guardiamolo da più vicino
Possiamo immaginare l’elettrone in movimento come la pellicola di un film in azione: così come, stoppando il film, sullo schermo appare un unico fotogramma della pellicola, allo stesso modo il brevissimo impulso luminoso creato dai tre scienziati, se sparato su un velocissimo elettrone in movimento, permette di catturarne un’immagine fissa, una foto.
Allora più breve è l’impulso luminoso più foto possiamo collezionare per ricostruire il misterioso e caotico movimento degli elettroni.
Insomma, se, per esempio, prima il film era composto da una pellicola di soli dieci fotogrammi, adesso riusciremo ad avere delle pellicole con cento o più fotogrammi, che ci permetteranno di studiare più a fondo i misteri della materia subatomica e di migliorare così le tecniche che sono appunto alla base dell’elettronica e della diagnosi medica.
a cura di Giada Cacciapaglia, Giuseppe Mansi, Alessia Milano, Nicola Salvemini e Vincenzo Schettini