Un team di ricercatori, guidato dal professor Lukas Bruder dell’Università di Friburgo e composto da 14 istituzioni internazionali, ha compiuto un passo rivoluzionario nella meccanica quantistica.
Grazie alla collaborazione tra il Politecnico di Milano, il Cnr-Ifn di Milano, il Cnr-Iom di Trieste, l’INFN Laboratori Nazionali di Frascati e Elettra Sincrotrone Trieste, è stato dimostrato per la prima volta che è possibile manipolare l’evoluzione temporale di un sistema quantistico tramite impulsi di luce nell’ultravioletto estremo.
Manipolare la materia con la luce ultravioletta estrema
La ricerca ha evidenziato che è possibile controllare il comportamento della materia a livello atomico sfruttando alcune proprietà della luce nell’ultravioletto estremo (XUV).
Questo risultato, pubblicato su Nature, apre nuove prospettive per il controllo degli stati quantistici della materia su scale temporali ultraveloci, con un dettaglio senza precedenti delle sue proprietà chimiche. Gli esperimenti, condotti su atomi di elio, hanno permesso di manipolare la posizione dei livelli energetici degli elettroni e di misurarne il moto.
Scolpire impulsi di luce per controllare processi quantistici
Il gruppo internazionale è riuscito a scolpire l’ampiezza, la fase e la polarizzazione di impulsi di luce ultrabrevi nell’ultravioletto estremo, utilizzandoli per influenzare il comportamento atomico. Questo approccio ha consentito di potenziare determinati processi quantistici sopprimendone altri, dimostrando la possibilità di controllare l’evoluzione di reazioni chimiche.
Un contributo italiano di eccellenza
Gli esperimenti si sono svolti presso il laser a elettroni liberi FERMI di Elettra Sincrotrone Trieste, un’eccellenza della ricerca italiana.
“Con questo studio abbiamo esteso il controllo coerente alle regioni spettrali dell’XUV e dei raggi X, utilizzando la luce per guidare reazioni chimiche verso prodotti desiderati”, spiega Cristian Manzoni del Cnr-Ifn.
Implicazioni future per la chimica e la tecnologia
Giulio Cerullo del Dipartimento di Fisica del Politecnico di Milano, co-autore dello studio, conclude: “In futuro, questo processo ci consentirà di usare la luce come reagente chimico per aumentare l’efficienza delle reazioni, aprendo la strada alla produzione di molecole di grande valore per applicazioni farmaceutiche e tecnologiche”.
