Un gruppo di ricercatori dell’Università del Colorado Boulder ha dimostrato che è possibile misurare l’accelerazione in tre dimensioni con un interferometro atomico. Finora, questi dispositivi erano limitati a un solo asse, impedendo una lettura completa dei movimenti nello spazio.
Il cuore del sistema è una nuvola di atomi di rubidio raffreddati a pochi miliardesimi di grado sopra lo zero assoluto, raggiungendo lo stato di condensato di Bose‑Einstein (BEC). In queste condizioni, gli atomi si comportano come onde, permettendo di sfruttare fenomeni di sovrapposizione e interferenza tipici della meccanica quantistica.
Al centro dell’esperimento, sei laser sottilissimi – spessi quanto un capello umano – confinano migliaia di atomi all’interno di un reticolo ottico. Con l’aiuto dell’AI, il sistema regola intensità e sequenza dei laser per dividere, accelerare e riunire i pacchetti atomici, generando un pattern d’interferenza che offre la “firma” dell’accelerazione impressa nel sistema.
Questo schema quantistico è compatto: le dimensioni sono simili a quelle di un tavolo da air hockey, ma contiene ben 18 fasci laser che attraversano il sistema a vuoto. Nonostante l’apparente complessità, i ricercatori ritengono che una futura versione possa essere destinata all’uso sul campo, sia su veicoli che in applicazioni spaziali o sommergibili.
Il confronto con i sensori convenzionali è netto: accelerometri elettronici deteriorano nel tempo, mentre un dispositivo quantistico – basato su atomi – si conserva praticamente inalterato nel corso degli anni. Al momento, il prototipo è in grado di rilevare accelerazioni migliaia di volte più deboli di quella terrestre, e il team punta decisamente a ottimizzare sensibilità e compattezza.
Importante anche il supporto ricevuto: nel 2023 la NASA ha stanziato 5,5 milioni di dollari tramite il Quantum Pathways Institute per sostenere lo sviluppo del sensore. I dettagli teorici e sperimentali sono presentati su Science Advances nel paper intitolato “Vector atom accelerometry in an optical lattice”.
Il lavoro rappresenta un passo avanti nella sensoristica quantistica: un connubio tra fisica avanzata, laser ultrafini e intelligenza artificiale che apre la strada a nuovi sistemi di navigazione robusti, precisi e indipendenti da GPS o segnali esterni. Se le promesse verranno confermate, potremmo assistere all’inizio di strumenti che trasformeranno esplorazione, trasporto e rilevamento geofisico.
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