Ascolti come gli atomi quantici parlano tra loro
I ricercatori dell'EPFL hanno sviluppato un metamateriale acustico che può modellare i fenomeni quantistici su scala macro senza distruggere le loro fragili proprietà. Il sistema apre nuove prospettive per la ricerca sui materiali, le applicazioni mediche e una forma alternativa di calcolo quantistico.
Nei laboratori dell’EPFL di Losanna si sta creando una pietra miliare della scienza. Un sistema acustico che permette di simulare i fenomeni quantistici a livello udibile e macroscopico. È stato sviluppato dallo studente di dottorato Mathieu Padlewski insieme ai ricercatori Hervé Lissek e Romain Fleury. L’obiettivo è quello di rendere accessibili gli stati altamente complessi della materia condensata, non attraverso gli elettroni, ma attraverso le onde sonore.
Metamateriale come piattaforma di ricerca
Il sistema si basa su un cosiddetto metamateriale acustico, una struttura artificiale composta da 16 cubi interconnessi. I ricercatori utilizzano altoparlanti e microfoni integrati per generare e misurare onde sonore specifiche. Questi ‘atomi acustici’ possono essere configurati in modo flessibile per modellare un’ampia varietà di fenomeni fisici, compresi quelli che vanno oltre il regno della fisica classica dello stato solido.
Il gatto di Schrödinger diventa udibile
A differenza delle onde quantistiche reali, che vengono distrutte da ogni misurazione, le onde acustiche possono essere osservate e analizzate direttamente. Questo permette di sperimentare nel suono il concetto quantistico di sovrapposizione, simboleggiato dal gatto di Schrödinger. Proprio come una voce è composta simultaneamente dalla frequenza fondamentale e dalle armoniche, il sistema dell’EPFL può rendere udibili e misurabili contemporaneamente molti “stati acustici”.
Dalla fisica all’applicazione
I potenziali campi di applicazione vanno dallo sviluppo di nuovi tipi di sistemi di controllo energetico alla diagnostica medica. Il metamateriale potrebbe essere sintonizzato su frequenze specifiche, simili all’orecchio interno umano. Un modo possibile per ricercare disturbi dell’udito come il tinnito. Ancora più ambizioso è l’obiettivo a lungo termine di un “computer analogico acustico” che, ispirandosi all’informatica quantistica, potrebbe elaborare informazioni in stati sovrapposti senza rischiare il loro decadimento.
La Svizzera come centro di innovazione
Questa ricerca evidenzia il ruolo della Svizzera come luogo leader per la scienza dirompente. La combinazione di fisica di base, tecnologia e visioni applicative dimostra in modo impressionante il potenziale della ricerca interdisciplinare. Per gli investitori, gli sviluppatori e i promotori dell’innovazione, ci sono nuove opportunità di affermare le tecnologie acustiche come alternative scalabili nei campi dell’informatica, della tecnologia dei sensori e dei materiali.