Le quasiparticelle, importanti per i processori quantistici

In questi giorni si fa un gran parlare delle quasiparticelle e della scoperta che ha visto protagonisti alcuni ricercatori dell’Università di Innsbruck.

Gli studiosi sono riusciti a simulare la formazione di una quasiparticella osservando il processo praticamente in tempo reale. È un risultato sbalorditivo se si pensa che l’evento oggetto di osservazione ha luogo nell’ordine dei 10^-18 secondi (un attosecondo) ed avviene ad una scala infinitesimale.

Cos’è una quasiparticella?

Una quasiparticella può essere pensata come l’insieme della particella singola e della circostante “nuvola” a sua volta composta da altre particelle, spinte via o trascinate dalla particella nel suo moto attraverso il sistema. L’intera entità – la quasiparticella – viene quindi considerata come una particella effettiva libera, non interagente.

Gli scienziati hanno lavorato sul polarone, una tipologia di quasiparticella carica in movimento in un materiale circondata da ioni. Di fatto questo tipo di quasiparticella si muove attraverso il materiale portandosi dietro, tutt’intorno, una nuvola di polarizzazione (da qui il nome “polarone”).

Perché le quasiparticelle sono così importanti?

Mentre il moto di un elettrone attraverso un solido è generalmente molto complicato da descrivere, l’utilizzo di un’entità come il polarone aiuta a semplificare molto le cose.
I movimenti del polarone possono essere previsti in maniera molto più facile perché il sistema composto dalla quasiparticella e dalla sua nube è studiabile in maniera molto più puntuale.

Ecco quindi che le quasiparticelle diventano utilissime per creare componenti elettronici ancora più veloci e, allo stesso tempo, ulteriormente miniaturizzati.
I passi in avanti compiuti dai fisici della materia condensata potrebbero dare nuovo impulso alla realizzazione di processori quantistici (vedere Computer quantistico più facile con un nuovo tipo di magnetismo e questi articoli).

Maggiori informazioni sulla nascita delle quasiparticelle sono disponibili a questo indirizzo.