Osservato in tempo reale il primo salto quantico del suono

Osservato in tempo reale il primo salto quantico del suono: minuscole unità vibranti sono state viste cambiare improvvisamente stato energetico. E' una svolta attesa da tempo e che ha il potenziale di far progredire diverse tecnologie. 

L'esperimento, descritto sulla rivista Science e condotto dai fisici dell'università di Stanford, conclude un percorso di ricerca scientifica iniziato oltre un secolo fa.

I salti quantici sono stati, infatti, teorizzati fin dai primi anni del Novecento. La loro esistenza è stata dimostrata nel 1986 per gli  ioni intrappolati (passaggio improvviso e discontinuo di un elettrone da un livello energetico a un altro all'interno di un atomo) e nel 2007 nei fotoni (le particelle fondamentali della luce).  "Anche gli oggetti in vibrazione possono manifestare un comportamento quantistico, un requisito fondamentale per molte delle operazioni necessarie al calcolo e alla sensoristica quantistica", sottolinea il coordinatore della ricerca Amir Safavi-Naeini, professore associato di Fisica applicata presso la Stanford School of Humanities and Sciences. Ma l'osservazione era rimasta finora un obiettivo sfuggente a causa della sua grande complessità. 

 Per la misurazione Takuma Makihara ed Erik Szakiel, co-autori principali dello studio, hanno messo a punto un risonatore meccanico microscopico in grado di vibrare per due millisecondi associato ad un'unità di informazione quantistica (qubit) superconduttore, ovvero un circuito elettrico capace di memorizzare informazioni quantistiche e di fungere da rivelatore. 

"La durata della risonanza - dice ancora Safavi-Naeini - ha permesso di effettuare centinaia di rilevazioni per individuare il momento esatto in cui la vibrazione cessava e il suono subiva un salto, passando da uno stato energetico 1 a uno stato 0". 

La capacità di rilevare i salti quantici del suono potrebbe contribuire a risolvere il problema della correzione degli errori nel calcolo quantistico o essere impiegata per attività estremamente precise, come l'identificazione delle proteine all'interno delle cellule. Infine il suono è un elemento essenziale per gli smartphone e molti altri dispositivi: questo progresso potrebbe rappresentare un passo avanti verso la prossima generazione di apparecchi.