Ricercatori italiani più vicini ai computer quantistici
Scritto da Infm-Cnr   
Martedì 04 Novembre 2008 13:49

Un passo avanti verso la realizzazione dei computer quantistici, macchine rapidissime in cui transistor e 'fili' saranno strutturati con 'anyoni', quasi-particelle sfuggenti ed elusive. Lo hanno compiuto i ricercatori italiani del laboratorio Lamia dell'Istituto nazionale per la fisica della materia del consiglio nazionale delle ricerche (Infm-Cnr) e del Dipartimento di Fisica dell'Universita' di Genova, che hanno pubblicato i loro risultati sulla rivista Physical Review Letters.
Lo studio dei ricercatori ha chiarito il comportamento degli anyoni, le piu' probabili componenti elementari di queste macchine futuribili, i cui studi vengono gia' oggi direttamente finanziati da governi e industrie private. Si tratta di quasi-particelle a statistica frazionaria e a carica inferiore a quella dell'elettrone. Sono oggetti dalle proprieta' intermedie tra i due grandi gruppi dei bosoni e dei fermioni, che esistono solo confinati in spazi a due dimensioni e a temperature prossime allo zero assoluto. Poco piu' che una curiosita' fisica alla loro scoperta, sono oggi seguiti con grande attenzione, perche' si pensa saranno l'elemento cardine con cui realizzare la variante 'topologica' degli elaboratori quantistici, ritenuta dagli scienziati come la piu' avanzata tra quelle attualmente proposte.
Alessandro Braggio, Matteo Merlo e Maura Sassetti del laboratorio Lamia dell'Infm-Cnr e dell'Universita' di Genova, Nicodemo Magnoli e Dario Ferraro dell'Istituto nazionale di fisica nucleare (Infn) e dell'Universita' di Genova sono i ricercatori che hanno ideato gli aspetti teorici di un modello che spiega e prevede il comportamento di queste quasi-particelle. Questa loro teoria e' in grado di fornire le leggi del moto degli anyoni all'interno di un conduttore elettrico, e di spiegare come essi attraversano barriere fisiche in un mezzo immerso in un campo magnetico.
Il gruppo italiano ha infatti mostrato e spiegato per la prima volta la reale dinamica di queste quasi-particelle a temperature prossime allo zero assoluto. Le precedenti teorie predicevano che il passaggio degli anyoni per una 'strozzatura' di un circuito elettrico avvenisse in modo indipendente, anyone per anyone. La recente scoperta italiana ha mostrato al contrario che gli anyoni passano inaspettatamente per gruppi la cui carica elettrica complessiva rimane comunque inferiore a quella dell'elettrone. A questo particolare raggruppamento corrispondono inoltre proprieta' diverse da quelle del singolo anyone.
E' allora la prima volta che un modello teorico riesce a spiegare l'inusuale dinamica di queste quasi-particelle a bassissima temperatura. Questa preferenza per l'agglomerazione, e il modello che la spiega, riescono a interpretare un vasto campo di osservazioni, mentre l'individuazione e la spiegazione di questo moto contribuiscono a chiarire quali dovranno essere le caratteristiche fondamentali e i limiti dei dispositivi elettronici creati per mezzo degli anyoni, avvicinandoci ai computer quantistici del prossimo futuro.

 












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