Nel laboratorio della Columbia University, le molecole di sodio e cesio a temperature di miliardesimi di grado sopra lo zero assoluto hanno improvvisamente smesso di svanire in frazioni di secondo. Gli scienziati guidati da Sebastian Will sono riusciti a far crescere il loro tempo di vita di oltre mille volte, fino a un intero secondo e più. Non è solo un record tecnico, ma un cambiamento fondamentale nella fisica quantistica.
Le normali molecole ultrafredde si scontrano e reagiscono rapidamente, trasformandosi in altre sostanze. Per evitarlo, i ricercatori hanno applicato una "coperta" a microonde: due campi di microonde creano attorno a ciascuna molecola uno strato protettivo che le respinge l'una dall'altra a breve distanza. Di conseguenza, il campione rimane stabile e la temperatura scende fino a 36 nanokelvin, appena qualche nanokelvin sopra il punto in cui le molecole dovrebbero formare un condensato di Bose-Einstein.
Una tale stabilità apre l'accesso a regimi in cui gli effetti quantistici si manifestano in modo particolarmente evidente. Le molecole possiedono un forte momento di dipolo, perciò le loro interazioni agiscono su grandi distanze e possono essere regolate con precisione. Questo permette di modellare materiali quantistici complessi che non è possibile creare in altri modi, dai superconduttori a nuove fasi della materia.
Nella vita quotidiana tutto ciò suona astratto, ma sono proprio piattaforme come queste a costituire la base dei futuri simulatori e sensori quantistici. Esse aiuteranno a capire come nascono gli stati quantistici collettivi nelle sostanze reali e, forse, porteranno a nuovi materiali dalle proprietà insolite, dai superconduttori a temperatura ambiente ai computer quantistici di nuova generazione.
Ora che le molecole vivono abbastanza a lungo, gli sperimentatori possono osservare la loro auto-organizzazione in gocce e persino in strutture simili a cristalli. Il prossimo passo è formare completamente un condensato molecolare e studiarne le proprietà in un regime di forte interazione. Ogni nuova misurazione ci avvicina alla comprensione del mondo quantistico, dove le regole abituali smettono di funzionare.
