Dalla fisica quantistica arrivano due risultati che superano i limiti finora raggiunti in sensibilità e precisione nelle misurazioni dei fenomeni legati alla Relatività Generale e alla fisica gravitazionale. I risultati, pubblicati su Physical Review Letters sono stati ottenuti in due esperimenti di interferometria atomica da un team di ricercatori dell’Università di Firenze e dell’INFN.
Alla base dei due esperimenti, ci sono gli apparati di interferometria atomica, realizzati a Firenze, e basati sull’utilizzo di “fontane atomiche” create con il laser.
Nel primo esperimento, svolto nell’ambito del progetto MAGIA Advanced, i ricercatori hanno messo a punto un metodo che permetterà di effettuare test sulla validità del principio di equivalenza di Einstein con una precisione senza precedenti. “Raffreddando con il laser gli atomi di rubidio fino quasi allo zero assoluto e lanciandoli verso l’alto in un sistema sottovuoto – spiega Guglielmo Tino, coordinatore dell’esperimento, ricercatore dell’Università di Firenze e dell’INFN – sono state create le condizioni per misurare la caduta dei gravi eliminando gli effetti dovuti alla variazione della gravità terrestre, che influenzano qualunque misurazione classica”.
Utilizzando poi atomi di stronzio, i ricercatori hanno realizzato un secondo esperimento che si è dimostrato valido per futuri esperimenti di misurazione, su scala quantistica, delle onde gravitazionali a bassa frequenza. “Nella regione delle basse frequenze, – racconta Tino – la misurazione della caduta dello stronzio in una fontana atomica può raggiungere sensibilità ancora più elevate di quelle ottenute dagli interferometri di LIGO e VIRGO e del futuro rivelatore LISA”. “Il nostro esperimento – prosegue Tino – apre quindi la strada a strumenti di interferometria atomica di altissima precisione, i quali permetteranno di sostituire le onde luminose, i fotoni, con onde di materia, gli atomi, per studiare le onde gravitazionali a frequenze bassissime, che non si possono osservare con gli attuali interferometri ottici terresti”. Ciò renderà possibile lo sviluppo, in collaborazione con l’Agenzia Spaziale Europea (ESA) e l’Agenzia Spaziale Italiana (ASI), della tecnologia quantistica per futuri esperimenti spaziali basati su apparati di dimensioni e costi ridotti rispetto a quelli che utilizzano strumenti di fisica classica”, conclude Guglielmo Tino.
