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Replicato test di gravità Galileo, funziona anche con i quanti e aiuta a studiare terremoti

01 giugno 2017 | 14.20
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Realizzato nei laboratori dell'Università di Firenze un esperimento "concettualmente analogo a quello di Galileo dalla Torre di Pisa" -l'accelerazione di gravità non dipende dalla massa di un oggetto- per provare il principio di equivalenza della relatività generale di Einstein in un sistema estremamente piccolo. E la risposta, annuncia l'Infn, è stata che il principio indicato dal genio di Einstein "funziona anche in un sistema quantistico".

"Il principio di equivalenza di Einstein è alla base della relatività generale e ha un’importanza fondamentale per la comprensione della gravità e dello spazio-tempo. Questo principio implica l'equivalenza tra la massa inerziale e la massa gravitazionale e quindi che tutti i corpi cadono allo stesso modo" spiega Guglielmo Tino, ordinario di Fisica della materia all’Università di Firenze e associato Infn. Il test sperimentale è stato realizzato nei laboratori del Dipartimento di Fisica e Astronomia dell’Università di Firenze dal team internazionale di ricercatori dell’esperimento guidato da Guglielmo Tino e descritto in un articolo pubblicato sull’ultimo numero della rivista scientifica Nature Communications.

L’esperimento è stato condotto in collaborazione con i ricercatori dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, dell’Università di Bologna e dell’Agenzia Spaziale Europea e con i fisici teorici delle Università di Vienna e di Queensland (Australia). "Riuscire a misurare con altissima precisione la gravità -osservano gli scienziati- permetterà di sviluppare nuovi sensori basati su tecnologie quantistiche per applicazioni in diversi campi, come lo studio del moto del magma nei vulcani per prevedere le eruzioni, lo studio dei possibili precursori dei terremoti o la ricerca di giacimenti minerari".

Per provare il principio di equivalenza in un sistema estremamente piccolo, un sistema quantistico, i ricercatori hanno quindi realizzato un esperimento concettualmente analogo a quello di Galileo dalla Torre di Pisa. Leggenda narra che lo scienziato pisano avesse gettato dalla Torre due oggetti di peso diverso (i gravi), ciò non accadde ma il 'pensiero' di Galileo ha svelato qualcosa di importante sulla gravità.

Tornando ai nostri giorni, gli scienziati, utilizzando l’interferometria atomica, hanno fatto cadere "atomi di rubidio raffreddati a temperature prossime allo zero assoluto con luce laser e verificato che atomi in stati quantistici diversi cadono allo stesso modo, raggiungendo una precisione estremamente elevata" spiega l'Infn.

"In particolare, nell’esperimento realizzato a Firenze - riferisce Tino - siamo riusciti per la prima volta a misurare l'accelerazione di gravità per atomi in stati quantistici detti di sovrapposizione, ossia analoghi a quelli che portano al paradosso del 'gatto di Schroedinger'. Verificare il principio di equivalenza per sistemi descritti dalla fisica quantistica ha implicazioni molto profonde -conclude il ricercatore- perché ancora oggi non si riesce a comprendere e descrivere teoricamente le relazioni tra questa e la fisica gravitazionale".

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