07/03/2024
E' ben noto che le due teorie fondamentali della fisica moderna, la relatività generale che descrive la gravità e l'Universo su larga scala, e la meccanica quantistica che descrive il comportamento della materia su scala microscopica, sono incompatibili. Da qui la necessità di cercare di una nuova teoria unificata detta gravità quantistica. Uno dei principali ostacoli verso lo sviluppo di questa teoria è il fatto che testare sperimentalmente effetti di gravità quantistica in laboratorio è spaventosamente difficile. Questo richiede da un lato dimostrare effetti quantistici su oggetti sempre più macroscopici, dall'altro misurare effetti gravitazionali su oggetti sempre più piccoli.
Un metodo promettente in questa direzione è dato da sistemi mesoscopici levitati ultrafreddi. Il gruppo di ricerca composto da ricercatori delle Università di Southampton e Leiden e dell'Istituto di fotonica e nanotecnologie (Ifn) del Cnr ha realizzato un sistema di questo tipo comprendente un micromagnete levitato in una trappola superconduttrice, dispositivi quantistici superconduttori per la rivelazione del moto del magnete, un sofisticato apparato di isolamento vibrazionale, e il raffreddamento a una temperatura di 10 millikelvin. E' stato quindi possibile misurare una forza gravitazionale estremamente piccola di appena 30 attonewton sulla massa del micromagnete di soli 0.43 milligrammi. Questo risultato rappresenta un primo passo verso l'osservazone di effetti quantistici gravitazionali. Il lavoro è stato pubblicato sulla rivista Science Advances.
Il team del Cnr-Ifn che ha partecipato all'esperimento, guidato da Andrea Vinante, è stato fra i primi a esplorare questa tecnologia, e attualmente coordina il progetto internazionale LEMAQUME nell'ambito del programma europeo QuantERA che ha come obiettivo l'esplorazione di sistemi micromagnetici levitati per applicazioni sensoristiche.
Per informazioni:
Andrea Vinante
CNR - Istituto di fotonica e nanotecnologie
Via alla Cascata 56/C, Povo, Trento (TN)
andrea.vinante@cnr.it
0461/314857
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