Fisici del Lawrence Berkeley National Laboratory e dell'Università della California hanno registrato la forza più debole mai misurata — appena 42 yoctonewton. Ciò equivale a un'azione miliardi di volte più debole del peso di un granello di polvere. L'esperimento ha avvicinato gli scienziati a una barriera fondamentale di precisione, nota come limite quantistico standard.
Alla base della misurazione c'era un oscillatore meccanico composto da 1200 atomi di rubidio, raffreddati quasi fino allo zero assoluto. La nube di atomi era trattenuta in una trappola ottica formata da fasci laser. La forza esterna veniva applicata modulando uno dei laser, e la risposta era registrata da una sonda. Questa configurazione ha permesso di isolare il sistema dal rumore esterno e di ridurre al minimo l'influenza retroattiva della misurazione sull'oscillatore stesso.
Il limite quantistico standard deriva dal principio di indeterminazione di Heisenberg: la misurazione stessa perturba inevitabilmente l'oggetto. Nei normali strumenti ciò crea un «influsso fluttuazionale retroattivo» che maschera i segnali deboli. Il team californiano ha superato parte di questa barriera utilizzando appena 1200 atomi e l'isolamento laser, ottenendo una sensibilità quattro volte superiore ai precedenti record.
Il risultato apre la strada a una rilevazione più precisa delle onde gravitazionali — quelle stesse «increspature» dello spazio-tempo previste da Einstein. Gli interferometri moderni non riescono ancora a registrare con certezza i segnali più deboli provenienti dall'universo primordiale. La nuova sensibilità potrebbe cambiare la situazione.
Gli autori osservano che un ulteriore miglioramento del rilevatore ottico permetterà di avvicinarsi ancora di più al limite teorico. I teorici avevano previsto la possibilità di una simile misurazione già nel 1980 anno, ma l'esperimento reale ha richiesto trent'anni in più.
Il lavoro è pubblicato sulla rivista Science e mostra che i limiti quantistici non sono assoluti — possono essere aggirati con eleganti soluzioni ingegneristiche.
