13.12.24 – Dimostrata la possibilità di manipolare l’evoluzione temporale di un sistema quantistico tramite l’interazione con impulsi di luce nell’ultravioletto estremo. Il lavoro è stato eseguito da una team di ricercatori guidato dal prof. Lukas Bruder dell’Università di Friburgo e costituito da 14 istituzioni internazionali, tra cui il Politecnico di Milano, l’Istituto di fotonica e nanotecnologie del Consiglio nazionale delle ricerche di Milano (Cnr-Ifn), l’Istituto Officina dei Materiali del Consiglio nazionale delle ricerche di Trieste (Cnr-Iom), Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Laboratori Nazionali di Frascati (Roma) ed Elettra Sincrotrone Trieste.
Il gruppo ha scoperto che è possibile controllare il comportamento della materia a livello atomico utilizzando alcune proprietà della luce nell’ultravioletto estremo. L’esperimento, appena pubblicato nella prestigiosa rivista Nature, ha reso possibile controllare gli stati quantistici della materia, su scale temporali ultraveloci e con estremo dettaglio sulle sue proprietà chimiche. La tecnica è stata dimostrata su atomi di elio, nei quali è stato possibile manipolare la posizione dei livelli energetici degli elettroni, dei quali è stato poi misurato il moto.
Il gruppo di ricerca internazionale è riuscito nel difficilissimo intento di scolpire l’ampiezza, la fase e la polarizzazione di impulsi di luce ultrabrevi nell’ultravioletto estremo (XUV) e ha usato tali impulsi per controllare il comportamento degli atomi a tal punto da potenziare alcuni processi quantistici sopprimendone altri. Gli esperimenti si sono svolti presso il laser a elettroni liberi FERMI di Elettra Sincrotrone Trieste, una delle eccellenze della ricerca italiana.
Al riguardo, Cristian Manzoni del Cnr-Ifn spiega: «Con questo studio abbiamo esteso alle regioni spettrali dell’XUV e dei raggi X il cosiddetto controllo coerente, che consiste nell’usare la luce per controllare l’evoluzione di reazioni chimiche e indirizzarle verso i prodotti chimici desiderati».
E sulle aspettative pratiche, interviene Giulio Cerullo del Dipartimento di Fisica del Politecnico di Milano, uno degli autori dello studio che conclude: «Tale processo, di natura squisitamente quantistica, potrà in futuro consentirci di usare la luce come un reagente chimico per controllare l’efficienza delle reazioni e produrre quindi in modo efficiente molecole di grande valore aggiunto per le applicazioni, quali composti farmaceutiche». (Red.)
Vedi
ww.cnr.it
https://www.nature.com/articles/s41586-024-08209-y
https://heos.it/category/tecnologia-23/
