Un gruppo di ricercatori internazionali ha compiuto una scoperta fondamentale nel campo della superconduttività ad alta temperatura, quantificando il fenomeno del “pseudogap pairing” negli atomi fermionici di litio. Questa scoperta non solo approfondisce la nostra comprensione della superfluidità quantistica, ma apre anche la strada a miglioramenti significativi nell’efficienza energetica globale, con potenziali avanzamenti nelle tecnologie di calcolo, memorizzazione e sensoristica.
La ricerca che potrebbe risolvere i problemi energetici mondiali
Gli scienziati hanno pubblicato sulla rivista Nature un articolo che potrebbe contribuire a risolvere il mistero microscopico della superconduttività ad alta temperatura e, di conseguenza, affrontare i problemi energetici del mondo. La nuova osservazione sperimentale ha quantificato il “pseudogap pairing” in una nuvola di atomi fermionici di litio fortemente attrattivi e interagenti.
La svolta nella superconduttività ad alta temperatura
Un team internazionale di scienziati, guidato dal Professore Associato Hui Hu della Swinburne University of Technology e in collaborazione con i ricercatori dell’Università di Scienza e Tecnologia della Cina (USTC), ha realizzato un’osservazione sperimentale che quantifica il “pseudogap pairing” in una nuvola di atomi fermionici di litio fortemente attrattivi e interagenti.
Superfluidità quantistica ed efficienza energetica
La scoperta conferma il pairing di molteplici particelle fermioniche prima che raggiungano una temperatura critica e manifestino una notevole superfluidità quantistica, anziché il semplice accoppiamento di due particelle. I materiali superconduttori ad alta temperatura offrono la prospettiva di migliorare significativamente l’efficienza energetica, fornendo computer più veloci, consentendo dispositivi di memorizzazione innovativi e abilitando sensori ultra-sensibili.
Il fenomeno più intrigante della fisica quantistica
“La superfluidità quantistica e la superconduttività sono i fenomeni più affascinanti della fisica quantistica”, afferma il Professore Associato Hu, l’unico ricercatore australiano coinvolto nello studio.
Svelare il mistero del Pseudogap
“Nonostante enormi sforzi negli ultimi quarant’anni, l’origine della superconduttività ad alta temperatura, in particolare l’apparizione di un gap energetico nello stato normale prima della superconduttività, rimane elusiva”, spiega il Professore Associato Hu. “L’obiettivo principale del nostro lavoro era emulare un semplice modello didattico per esaminare una delle due principali interpretazioni del pseudogap – il gap energetico senza superconduttività – utilizzando un sistema di atomi ultrafreddi”.
La ricerca sul pairing del pseudogap con atomi ultrafreddi era stata tentata nel 2010, ma senza successo. Questo nuovo esperimento internazionale ha utilizzato metodi all’avanguardia per preparare nuvole di Fermi omogenee e rimuovere collisioni interatomiche indesiderate, con un controllo del campo magnetico ultra-stabile a livelli senza precedenti.
“Questi nuovi progressi tecnici hanno portato all’osservazione di un pseudogap. Senza la necessità di invocare teorie microscopiche specifiche per adattare i dati sperimentali, abbiamo riscontrato la soppressione del peso spettrale vicino alla superficie di Fermi nello stato normale”, afferma entusiasta il Professore Associato Hu.
“Questa scoperta avrà senza dubbio implicazioni di vasta portata per il futuro studio dei sistemi Fermi fortemente interagenti e potrebbe portare a potenziali applicazioni nelle future tecnologie quantistiche”.
