Lo studio delle fluttuazioni termodinamiche

Nel vuoto le particelle possono apparire dal nulla per poi sparire rapidissimamente (è il principio di indeterminazione di Heisenberg), questo fenomeno non trova spiegazione teorica nella meccanica classica mentre è ben descritto dalla meccanica quantistica ed è solitamente indicato come “fluttuazioni quantistiche del vuoto”. Queste fluttuazioni quantistiche fanno sì che il vuoto abbia quindi una sua energia caratteristica, detta “energia di punto zero”.

Luca Salasnich e Flavio Toigo, ricercatori del Dipartimento di Fisica e Astronomia “Galileo Galilei” dell’Università di Padova, hanno dimostrato con una pubblicazione su “Physics Reports” che le fluttuazioni quantistiche del vuoto determinano le proprietà termodinamiche dei gas atomici raffreddati a temperature prossime allo zero assoluto (- 273,15 gradi).

“Abbiamo fatto questo studio sulle fluttuazioni nel vuoto e sui loro effetti. In particolare eravamo interessati a vedere come queste fluttuazioni cambiano quella che si chiama l’equazione di stato di un sistema, cioè cambiano le relazioni tra le variabili termodinamiche come pressione temperatura e densità, di questi gas quantistici che stiamo trattando”.

“Attualmente c’è un grande interesse nella manipolazione della materia a livello quantistico – ha continuato il professor Flavio Toigo -, questi risultati possono essere importanti quando si considerano questi gas accoppiati alla luce perchè può portare alle manipolazioni degli stati degli atomi che potrebbero essere utili nella costruzione dei calcolatori quantistici”.

Il computer quantistico, come riportato dalla rivista specializzata tom’s Hardware “promette un incredibile salto in avanti nella potenza di calcolo, il che è importante soprattutto con la prospettiva che presto raggiungeremo limiti fisici invalicabili con i processori al silicio”.

L’IBM inoltre, avrebbe reso il computer quantistico una risorsa cloud accessibile a tutti (per testarlo basta andare sull’IBM Cloud Platform).