Pinzette laser per controllare le reazioni chimiche

17 aprile 2018

Per la prima volta i ricercatori della Harvard University, grazie all'utilizzo di pinzette laser, sono riuscirti a manipolare singolarmente gli atomi per creare un composto, ottenendo così la reazione chimica più controllata al mondo.

Il risultato, pubblicato sulle pagine di Science, è un’interessante molecola molto simile a una lega. Ma ancor più interessante è stato il metodo di creazione con cui è stata realizzata: il team di ricercatori statunitensi, infatti, si è servito di speciali pinzette laser per manipolare i singoli atomi e fornire un fotone, fondamentale per legarli in una singola molecola.

Il sodio (Na) e il cesio (Cs), ricordiamo, si trovano entrambi nello stesso gruppo nella tavola periodica e ciò significa che tendono ad avere proprietà reattive simili. Non tendono a incontrarsi l’un l’altro e a legarsi per formare una molecola. Il che è davvero un peccato: le proprietà quantistiche di una molecola di NaCs sarebbero davvero molto utili per la memorizzazione della sovrapposizione di stati quantistici qubit (contrazione di quantum bit, ovvero l’unità di informazione quantistica) nei futuri computer quantistici.

Un’unione improbabile, tuttavia, ma non impossibile: se questi due atomi sono abbastanza vicini con la giusta energia, si può formare una connessione. Per riuscirci, i ricercatori hanno per prima cosa tenuto singoli atomi con delle pinzette laser, o meglio una trappola magneto-ottica, un dispositivo sperimentale che utilizza fasci laser in combinazione con un quadrupolo magnetico per intrappolare e raffreddare gli atomi neutri a temperature dell’ordine del microKelvin.

Nel frattempo, hanno usato altri raggi laser per creare un effetto elettrico, facendo sì che ciascun atomo si muovesse verso la messa a fuoco di ciascun laser. A piccole distanze, ovvero quando i due laser si sono sovrapposti, il risultato finale è stato un breve legame tra due atomi nello stesso stato quantico.

Il prossimo passo, ora, sarebbe quello di creare molecole più durature combinandole in uno stato fondamentale, piuttosto che in uno eccitato. “Ora che abbiamo dimostrato che è possibile, molti altri scienziati proseguiranno la nostra ricerca”, spiegano i ricercatori, sottolineando che lo scopo è quello di arrivare a creare molecole molto più complesse, utili componenti quantistiche per la prossima generazione di computer.

Fonte: Wired.it

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