Il laser che fa il superfreddo

Uno studio europeo utilizza un fascio coerente per portare la temperatura di un semiconduttore molto prossima allo zero assoluto. Criogenesi e raffreddamento molecolare a portata di mano.

Roma - I ricercatori dell'Istituto Niels Bohr dell'Università di Copenhagen hanno adoperato un fascio laser per raffreddare un materiale semiconduttore fino alla ragguardevole temperatura di -269 gradi centigradi. Per la prima volta si osservano effetti fotonici ben noti nel mondo microscopico anche su scale "macroscopiche".

L'effetto "congelante" del laser sui singoli atomi era infatti ben noto da tempo: se un atomo si muove "verso" il fascio laser, i fotoni di quest'ultimo "impatteranno" con l'atomo rallentandone il moto fino (eventualmente) allo zero assoluto (0 Kelvin). Al contrario, se gli atomi viaggiano nella stessa direzione del laser, quest'ultimo servirà solo ad accelerarne il moto aumentando di conseguenza la temperatura delle particelle elementari.

Usando una sottilissima membrana semiconduttrice di arseniuro di gallio (1 millimetro quadrato di superficie per 160 nanometri di spessore verticale), i ricercatori danesi hanno con successo applicato il "trucco" del laser congelante al singolo atomo su una intera superficie visibile a livello macroscopico.

La possibilità di ridurre a livelli estremi la temperatura di un semiconduttore in condizioni ambientali standard apre naturalmente le porte a molte possibilità: in un futuro ancora lontano si potrebbe ad esempio applicare la tecnica per il raffreddamento dei computer quantici, o anche per creare nuovi sensori elettrici o meccanici. Promettente anche il potenziale utilizzo della tecnica in applicazioni criogeniche.

Alfonso Maruccia