Meccanica quantistica e zero assoluto

Un team di ricercatori dell’Università di Kyoto (Giappone) ha raffreddato degli atomi di itterbio fino a una temperatura quasi pari allo zero assoluto (ovvero -273,15 °C) per capire in che modo si comporta la materia a temperature così basse e studiare le proprietà del magnetismo quantistico. «A meno che qualche civiltà extraterrestre stia eseguendo lo stesso esperimento in questo istante, direi che all’Università di Kyoto stanno fabbricando i fermioni più freddi dell’Universo», commenta Kaden Hazzard, uno degli autori dello studio pubblicato su Nature Physics, riferendosi agli atomi che compongono l’itterbio, un metallo che fa parte delle terre rare.

«A temperature così basse la fisica della materia cambia, e possiamo osservare nuovi fenomeni», spiega Hazzard. Il comportamento quantistico degli atomi si mostra infatti solo a una temperatura molto vicina allo zero assoluto: gli studiosi di Kyoto l’hanno quasi raggiunta, raffreddando gli atomi con dei fasci laser fino a un miliardesimo di grado sopra lo zero assoluto.

Supersimmetria. Per studiare gli atomi a bassissima temperatura, i ricercatori hanno utilizzato il cosiddetto modello di Hubbard, un modello quantistico creato nel 1963 e spesso utilizzato per capire il comportamento magnetico e superconduttore dei materiali. Il modello simulato in laboratorio presenta una simmetria speciale chiamata SU(N), dove SU sta per gruppo unitario speciale (special unitary group) e N indica lo stato di spin (ovvero la rotazione) delle particelle. Nel caso dell’itterbio, N corrisponde a 6: maggiore il valore di…