Per la prima volta gli scienziati sono riusciti a immortalare la danza quantistica degli atomi. Non una metafora, ma veri e propri fotogrammi ottenuti con un laser a raggi X ultracorti e ad alta intensità, capaci di “congelare” le molecole nel momento in cui vibrano. La ricerca, guidata da Till Jahnke dell’Università Goethe di Francoforte e pubblicata su Science, apre una finestra inedita sul cuore della materia.
Quando la meccanica quantistica diventa visibile
Il mondo quantistico non segue le regole a cui siamo abituati. Il principio di indeterminazione di Heisenberg dice che non possiamo conoscere contemporaneamente posizione e velocità di una particella. È un po’ come ballare senza poter vedere allo stesso tempo dove sia il partner e come si stia muovendo: devi scegliere a cosa prestare attenzione.
Ma c’è di più: anche se raffreddi una molecola fino allo zero assoluto, i suoi atomi non smettono di vibrare. Si muovono lo stesso, guidati dall’energia di punto zero, una sorta di “rumore di fondo” della materia che non può mai sparire.
La tecnologia dietro l’esperimento
Per osservare questa danza invisibile serviva uno strumento eccezionale: l’European XFEL di Amburgo, il più grande laser a raggi X del mondo. Puntando impulsi ultracorti e potentissimi sulle molecole, i ricercatori hanno catturato le immagini della loro struttura mentre esplodevano sotto il colpo del fascio luminoso.
Il risultato? Fotogrammi unici che mostrano come gli atomi non vibrino isolati, ma in coppia, seguendo schemi precisi e ripetuti.
Verso i cortometraggi molecolari
«L’aspetto entusiasmante – spiega Jahnke – è che siamo stati in grado di vedere che gli atomi non vibrano solo individualmente, ma a coppie, seguendo schemi fissi». Una scoperta che porta la ricerca oltre i limiti: dal movimento degli atomi si passerà presto a quello degli elettroni, con la possibilità di registrare veri e propri cortometraggi dei processi molecolari.
Quello che fino a ieri era fantascienza oggi diventa un progetto concreto: filmare la materia nel suo comportamento più intimo.
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