Un cristallo fatto tutto di elettroni, la scoperta sensazionale del Politecnico di Zurigo

 

Una scoperta unica viene annunciata in un articolo pubblicato sul sito del Politecnico federale di Zurigo (ETH Zürich).

I ricercatori spiegano, e lo fanno in maggior dettaglio in uno studio pubblicato su Nature, di aver osservato, per la prima volta in assoluto, un cristallo di Wigner, sostanzialmente un cristallo fatto solo da elettroni. 

Un cristallo di Wigner, teorizzato per la prima volta da Eugene Wigner, un fisico teorico ungherese, nel 1934, si forma quando la reciproca repulsione elettrica in un gas di elettroni tende a cristallizzarsi a formare uno speciale reticolo regolare, simile a quello dei cristalli, fatto solo di elettroni.

Per circa novanta anni il cristallo di Wigner ha rappresentato il Sacro Graal della fisica della materia condensata. Era noto come esso potesse formarsi in condizioni estreme, come temperature bassissime, coinvolgendo un minimo numero di elettroni liberi del materiale. 

La sua rarità è dovuta principalmente al fatto che la massa dell’elettrone è nettamente minore di quella di un atomo, una caratteristica che rende poco probabile il verificarsi della condizione di Wigner. 

In altre parole, solitamente l’energia di repulsione coulombiana tra gli elettroni è minore della energia cinetica posseduta dagli atomi formanti il materiale ...

Dalla luce alla materia: ora è possibile

Usando la tecnologia esistente e senza il coinvolgimento di massicce particelle ad alta energia sarà possibile creare materia da un fascio di luce. Come si legge su Nature Photonics, dove è stato pubblicato lo studio, per la prima volta l'ipotesi di Breit e Wheeler formulata nel 1934 potrebbe essere stata provata.

di Eleonora Ferroni

Nuovi passi in avanti verso il completo controllo della luce da parte degli scienziati. Un gruppo di fisici dell’Imperial College di Londra, Regno Unito, ha scoperto come passare dalla luce alla materia in pochi “semplici” passi, dopo 80 anni da quando, per la prima volta, venne teorizzata questa possibilità.

Creare la materia dalla luce è tra gli obiettivi più suggestivi della elettrodinamica quantistica e questa volta il gruppo di fisici, in collaborazione con il Max-Planck-Institut für Kernphysik, sembra aver centrato il bersaglio, provando la teoria degli scienziati Gregory Breit e John Wheeler, i quali, nel 1934, suggerirono che poteva sarebbe stato possibile un giorno trasformare la luce in materia “semplicemente” facendo scontrare due fotoni (le particelle elementari della luce) creando così un elettrone e un positrone.

Prima di allora non era mai stato teorizzato un metodo tanto semplice, anche se i due scienziati non si sarebbero mai aspettati che, 80 anni dopo, qualcuno sarebbe stato in grado di dimostrarlo fisicamente. Numerosi test in passato hanno tentato l’impresa utilizzando sempre le particelle ad alta energia ma senza mai raggiungere il risultato desiderato ...