La Cattura Quantistica

Avete presente i treni ad alta velocità del Giappone? Essi funzionano attraverso un semplicissimo principio dell'elettromagnetismo che permette attraverso una corrente di generare un campo magnetico che a sua volta eserciterà una forza opposta a quella gravitazionale sulla base del treno. Il fenomeno si chiama levitazione magnetica e Tasc esplorerà per voi, con l'aiuto di un bellissimo video, uno dei suoi aspetti più nascosti: la Cattura Quantistica.

Il superconduttore

Il gruppo di Superconduttività dell'Università di Tel Aviv ha costruito questo magnifico esperimento utilizzando materiali ad altissima tecnologia e sfruttando il fenomeno della Cattura Quantistica (in inglese Quantum Trapping). Il disco che si vede girare intorno alla struttura in metallo che genera un campo magnetico uniforme, è costruito con uno strato di cristallo di zaffiro ricoperto da un superconduttore. Ma cos'è un superconduttore? Un superconduttore è un materiale che a temperature standard oppone una certa resistenza al passaggio della corrente, come tutti gli altri materiali, ma se portato a temperature adeguate, ovvero ampiamente al di sotto dello zero, acquisisce delle particolari caratteristiche per cui la corrente che circola al suo interno non incontra resistenza, azzerando l'energia dispersa nel passaggio. Non è fantastico?

Il fenomeno

Per quale motivo utilizzare gli avanzatissimi superconduttori che oltretutto devono essere raffreddati per raggiungere un risultato ottenibile semplicemente con i magneti che bene o male abbiamo tutti in casa? La risposta sta nel già citato fenomeno della Cattura Quantistica. Come si può infatti notare dal video, il disco raffreddato viene letteralmente intrappolato nelle linee di campo magnetico. Normalmente, a temperature ambientali e senza l'utilizzo dei superconduttori, queste linee attraverserebbero liberamente il disco. Abbassando la temperatura a -185°C il superconduttore acquisisce le caratteristiche che lo rendono tale e devia, quindi, il campo magnetico che blocca il disco nello spazio. Questo perchè i "tubi" che si vengono a creare, formati dalle linee di campo, tendono a essere mantenuti fissi su alcuni punti dal superconduttore. E' questo il motivo per cui il disco scorre autonomamente sulla guida circolare composta da magneti, è per questo che gli scienziati possono metterlo nelle posizioni più strane senza che perda l'equilibrio e senza che se ne vada in giro per la stanza per colpa delle molteplici forze (centripeta, gravitazionale e magnetica) a cui è soggetto.

Applicazioni

Risulta evidente per quanto detto che attraverso la Cattura Quantistica riusciamo ad avere un controllo notevole dell'interazione tra campo magnetico e materia. La applicazioni di questa tecnologia sono per lo più nel campo dei trasporti, anche se il problema principale rimane collegato al metodo da utilizzare per raffreddare il superconduttore. Ciò non toglie che la tecnologia c'è, dobbiamo solo trovare un modo per renderla applicabile nella vita quotidiana, distaccandola dal mondo dei laboratori (un esempio può essere il mouse levitante recensito in passato su tasc, ricordate?).

Conclusioni

Anche se può sembrare un bellissimo giochino per fisici nerd l'esperimento che vi abbiamo proposto può essere davvero il futuro. L'efficienza dei sistemi di trasporto potrebbe uscirne nettamente aumentata e di conseguenza i consumi potrebbero essere ridotti. E poi parliamoci chiaro: l'abbinamento "Fisica-Musica Classica" è superiore.