Mentre stavano svolgendo alcuni studi relativi alla topologia quantistica di alcuni atomi, un gruppo di scienziati dell’Università di Princeton ha scoperto un nuovo stato ibrido della materia, che non era mai stato osservato fino ad ora.
Esso è composto da atomi soggetti a condizioni di stato completamente diversi e ciascuno di essi presenta una diversa disposizione nello spazio degli atomi di cui è formata la materia. Una condizione che nessuno avrebbe creduto possibile e che ha destabilizzato le credenze di molti scienziati, increduli di aver appena assistito a qualcosa che non era stato neppure previsto dalle loro principali teorie.
Questo nuovo stato ibrido e le sue diverse proprietà sono stati considerati molto utili dai ricercatori, perché consentono di comprendere meglio il comportamento della materia, descrivendola esclusivamente tramite le sue proprietà ondulatorie.
Per ottenere questo risultato, gli scienziati hanno prima utilizzato materiali a base di bismuto per poi passare a superfici completamente ricoperte dall’arsenico, che può essere manipolato e utilizzato in maniera più rapida rispetto gli altri elementi, applicandogli poi dei campi magnetici.
Fatto questo, i ricercatori hanno analizzato i campioni a loro disposizione utilizzando la microscopia a tunneling a scansione (STM), che produce delle immagini molto dettagliate, in grado di osservare dettagli aventi scala subatomica. Anche la classica spettroscopia è stata però molto utile per misurare gli stati energetici dei vari elettroni, quando l’arsenico si trovava in questo stato ibrido quantistico.
Come hanno certificato gli autori dell’articolo, pubblicato su Nature, nessuno si aspettava l’esistenza di comportamenti particolari da parte di questi elementi, che avvengono solo in determinati condizioni.
“Questo lavoro mostra come alcuni materiali possono rientrare contemporaneamente in due stati completamente diversi, come se un cubetto di ghiaccio potesse essere sia solido che gassoso allo stesso tempo” ha affermato il fisico David Hsieh della Caltech University, che non è stato però coinvolto nella ricerca. “La cosa più interessante è che gli stati limite che emergono in queste situazioni possono interagire e ricostruirsi in un ulteriore stato quantistico, che è più di una semplice sovrapposizione delle sue parti.”
Questa scoperta potrebbe divenire fondamentale per i progressi dell’informatica quantistica, attualmente afflitta da diversi limiti, anche se i suoi autori non hanno ancora deciso quale nome attribuire a questo particolare stato ibrido della materia.
Per quanto riguarda l’arsenico, invece, sembra che questo elemento stia godendo un momento storico favorevole, dopo essere stato considerato per anni solo per via della sua tossicità. Recentemente, infatti, anche la biologia evolutiva si è interessata a questo elemento, dopo che sono stati scoperti alcuni microbi in grado di respirare solo esclusivamente arsenico.
