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Scoperta una nuova dimensione della luce: potrebbe rivoluzionare la fisica. Sembra incredibile, ma un team di ricercatori delle Università di Rostock e Birmingham ha svelato un fenomeno straordinario: la nascita della luce dal nulla. Pubblicato su Nature Photonics, lo studio racconta come, attraverso precisi esperimenti, sia stato possibile generare fasci luminosi in un punto esatto dello spazio-tempo, come se l’universo stesso dicesse: “Sia fatta la luce”. Questi eventi, definiti “eventi topologici spazio-temporali”, obbediscono alle leggi della topologia, un ramo avanzato della matematica. A rendere la scoperta ancora più entusiasmante è la stabilità di questi lampi di luce, capaci di resistere a errori sperimentali e disturbi esterni. Secondo gli scienziati, questa robustezza potrebbe portare a rivoluzioni nell’imaging, nelle comunicazioni e nelle tecnologie laser, offrendo un controllo della luce finora impensabile. Fino ad oggi, il tempo, pur essendo una dimensione fondamentale, era rimasto ai margini della ricerca fisica rispetto allo spazio. Ma lo studio di cristalli spazio-temporali ha cambiato le regole del gioco, mostrando che il tempo può diventare un vero strumento per scoprire nuovi fenomeni. Per i ricercatori, siamo solo all’inizio di una nuova era. Come sottolinea la professoressa Hannah Price, questi primi esperimenti potrebbero aprire la strada a ulteriori scoperte rivoluzionarie, capaci di riscrivere ciò che pensiamo di sapere sulla luce, il tempo e lo spazio. FONTE: dailygalaxy Read the full article

Tuttavia, non è possibile evitare una certa interazione con la luce laser, che dipende dalla polarizzabilità del momento di quadrupolo elettrico e del momento di dipolo magnetico dell'atomo di stronzio. I tentativi di calcolare queste due quantità hanno finora portato a contraddizioni con i dati delle misurazioni: secondo i calcoli, E2 è più grande; secondo le misurazioni, M1. I gruppi di Porsev e di Wu hanno ora eseguito nuovamente questi calcoli. Nel farlo, hanno preso in considerazione anche gli stati quantistici con energia negativa, che si verificano come soluzioni alle equazioni quantomeccaniche per gli elettroni dell'atomo. Questi vengono generalmente omessi perché le particelle reali hanno energie positive. Nei calcoli di E2 e M1, invece, si utilizza una procedura matematica che somma tutti i possibili stati delle particelle coinvolte per ottenere la polarizzabilità del sistema complessivo. E, come si scopre, tutti significa tutti. Anche quelli con energia negativa. Il fatto che gli stati quantistici di energia negativa non possano essere trascurati in queste procedure teoriche era già stato dimostrato nel calcolo di altre proprietà quantistiche. Come hanno scoperto gli esperti, anche per gli orologi atomici fa una notevole differenza se questi stati sono inclusi nella somma totale – ma non per entrambe le variabili considerate. Mentre gli stati con energia negativa non svolgono quasi alcun ruolo in E2, danno il contributo più importante in M1. Questa correzione significa che M1 è ora più grande di E2 e quindi i calcoli teorici non contraddicono più fondamentalmente le proprietà misurate dell'atomo di stronzio. Ciò significa che l'interazione tra la luce e l'atomo può ora essere calcolata in modo molto più preciso – e quindi anche l'esatta frequenza utilizzata per misurare il tempo. (L'originale di questo articolo è stato pubblicato su "Spektrum der Wisseschaft".) Read the full article