Realizzato lo sfuggente " pompaggio quantistico".

Fonte: Le Scienze

Per la prima volta è stato misurato in un nanofilo il passaggio di corrente senza un voltaggio applicato, una possibilità prevista teoricamene dalla meccanica quantistica.

Un dispositivo in grado di implementare un meccanismo quantistico predetto dalla teoria ma mai osservato fino ad ora è stato realizzato da un gruppo di ricerca dell'Istituto nanoscienze del CNR (CnrNano): il pompaggio quantistico di elettroni. "Nel mondo classico, per muovere gli elettroni all'interno di un materiale conduttore, si applica una tensione ai suoi capi e gli elettroni, spostandosi, generano una corrente", spiega Francesco Giazotto, primo firmatario dell'articolo pubblicato su Nature Physics in cui è descritta la ricerca. "Ma la teoria prevede che nei dispositivi che operano secondo i principi della meccanica quantistica le cose vadano diversamente e che sia possibile generare una corrente elettrica senza applicare una differenza di potenziale dall'esterno, bensì limitandosi a sfruttare grandezze quantistiche del sistema. Più precisamente, è la variazione nel tempo di opportune grandezze quantistiche che agisce come 'meccanismo di pompaggio', inducendo così il passaggio di una corrente".L'unico tentativo sperimentale di realizzarlo, condotto nel 1999 alla Stanford University, aveva dimostrato la difficoltà di modulare nel tempo le grandezze quantistiche in un dispositivo nanoscopico e non aveva dato risultati conclusivi. Successivamente nessuno si era cimentato nell'impresa. Ora nel nuovo esperimento Giazotto e colleghi hanno utilizzato la superconduttività per modulare le variabili quantistiche e indurre il pompaggio di carica."Abbiamo sfruttato un effetto tipico della superconduttività, l'effetto Josephson, per generare i parametri quantistici dipendenti dal tempo in un dispositivo quantistico superconduttivo, noto come Squid. Ed effettivamente abbiamo misurato il passaggio di corrente senza un voltaggio applicato in un nanofilo di arseniuro di indio incluso nello Squid", spiega Giazotto. "Abbiamo poi verificato che fossero rispettate una serie di simmetrie attese per le grandezze misurate e, dopo prolungate misure, i nostri dati sperimentali sono risultati compatibili con un meccanismo di pompaggio quantistico"."Il prossimo passo - conclude il ricercatore - potrebbe essere quello di realizzare un esperimento analogo ma con materiali totalmente diversi, con l'obiettivo di studiare il ruolo del pompaggio quantistico in sistemi elettronici differenti, come nanotubi di carbonio o grafene, oggi di grande interesse sia per la ricerca che per la tecnologia".