Pubblicato su Nature un articolo al quale ha collaborato Guglielmo Maria Tino, docente di Fisica della materia del Dipartimento di Fisica e Astronomia e associato al CNR Istituto Nazionale di Ottica.. L’articolo si basa su un esperimento condotto dal gruppo diretto dal Holger Müller, docente dell’Università di Berkeley, e realizzato tramite un nuovo sensore atomico basato su interferometria quantistica. Utilizzando atomi raffreddati e intrappolati con un sistema di fasci laser, i ricercatori sono riusciti per la prima volta a misurare con precisione l’attrazione gravitazionale esercitata sugli atomi da una piccola massa, di dimensioni dell’ordine di un centimetro, a distanze di pochi millimetri.

“L’accelerazione misurata corrisponde a qualche miliardesimo dell’accelerazione di gravità dovuta alla Terra – spiega Tino –; per poterla misurare è stato necessario spingere al massimo la sensibilità del sensore atomico e identificare e controllare diversi segnali spuri che avrebbero nascosto i piccoli effetti cercati. I risultati ottenuti – prosegue – permettono di escludere alcune forme di energia oscura previste da modelli teorici e possibili deviazioni dalla legge di gravitazione universale a distanze molto piccole”.

Il nuovo sensore atomico messo a punto per questo esperimento e i risultati ottenuti aprono prospettive sulla misura della forza gravitazionale a distanze sub-millimetriche, sulla ricerca di possibili forme di energia oscura, sullo studio dell’effetto Aharonov-Bohm gravitazionale e sulla ricerca di proprietà quantistiche della gravità.

“Le tecnologie quantistiche utilizzate nell’esperimento a Berkeley, così come quelle sviluppate a Firenze, sono importanti non solo per esperimenti di fisica fondamentale – conclude Tino – ma anche per lo sviluppo di sensori compatti di gravità. Tali dispositivi potrebbero venire utilizzati, ad esempio, nella ricerca di cavità sotterranee e risorse minerarie, nel monitoraggio di vulcani attivi e nello studio dei terremoti”.

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Articolo  (DOI 10.1038/s41586-024-07561-3)