Prima misura diretta del tempo nel mondo indinitamente piccolo

È stata ottenuta la prima misura diretta del tempo nel mondo degli oggetti infinitamente piccoli governato dalle leggi della fisica quantistica , senza cioè utilizzare orologi o altri strumenti esterni che avrebbero potuto alterare la misura stessa. Il risultato, pubblicato sulla rivista Newton dal gruppo di ricerca guidato dal Politecnico Federale di Losanna, permetterà di comprendere meglio il ruolo del tempo nei fenomeni governati dalla meccanica quantistica e nello stesso tempo apre alla ricerca su nuovi materiali . Sapere quanto dura un evento quantistico, infatti, può aiutare a progettare materiali con caratteristiche ancora impossibili da ottenere, per le tecnologie del futuro.

Grazie alla nuova tecnica, basata esclusivamente sul comportamento delle particelle elementari , diventa possibile misurare eventi la cui durata è nell'ordine di un miliardesimo di miliardesimodi secondo , come il tempo nel quale elettrone assorbe un fotone .

I ricercatori coordinati da Hugo Dil si sono basati su un principio fisico: quando un elettrone assorbe una particella di luce, cioè un fotone, acquisisce maggiore energia e finisce per uscire dalla struttura del materiale che lo contiene. Tale evento può seguire contemporaneamente diversi percorsi quantistici : questi interferiscono tra loro, producendo uno schema caratteristico che porta con sé l'informazione relativa alla durata dell'evento e che è possibile esaminare.

Gli autori dello studio hanno messo alla prova questa tecnica con materiali caratterizzati da strutture atomiche diverse e i risultati hanno evidenziato uno schema: più semplice è la struttura più si allunga la durata dell' evento . Nel rame, che ha una struttura tridimensionale, la transizione è stata rapidissima, solo 26 miliardesimi di miliardesimo di secondo. In materiali caratterizzati da strutture bidimensionali il processo ha rallentato fino a 140-175 miliardesimi di miliardesimo di secondo, e in quelli ancora più semplici è durato più di 200. Ciò dimostra che il materiale influenza fortemente la velocità con cui si svolge l ’evento quantistico .