LA FISICA DEI GAS ULTRAFREDDI

Lo European Research Council ha recentemente approvato il progetto “Quantum gases out of equilibrium”, presentato da Sandro Stringari dell'Università di Trento. Il progetto prevede un finanziamento sostanzioso alle attività del centro BEC (Bose-Einstein Condensation) di Trento, che potrà compiere un importante passo in avanti nel potenziamento delle ricerche nella fisica dei gas ultrafreddi. Questi sono sistemi di atomi, allo stato gassoso, raffreddati a temperature vicine allo zero assoluto (-273,15 gradi Celsius), dove la materia cessa di essere descritta dalle leggi della fisica classica e la meccanica quantistica regna sovrana. Le straordinarie proprietà di questi gas sono oggetto di ricerche sia sperimentali che teoriche nei laboratori più importanti del mondo specialmente negli ultimi quindici anni. L’assegnazione del finanziamento europeo rappresenta un riconoscimento prestigioso per il gruppo di ricerca trentino, che ha saputo collocarsi negli ultimi anni al top della competizione mondiale, diventando punto di riferimento internazionale in questa area emergente della fisica grazie a una serie di lavori altamente citati e pubblicati sulle riviste scientifiche più importanti del settore.

Il centro BEC è il risultato di una felice sinergia tra il Dipartimento di Fisica dell’Università di Trento, che ospita il centro, e l’Istituto Nazionale di Ottica del CNR. Nel centro opera un gruppo di circa 20 persone, tra cui i professori Lev Pitaevskii, Sandro Stringari, Franco Dalfovo e Stefano Giorgini, e i ricercatori del CNR Augusto Smerzi, Iacopo Carusotto, Chiara Menotti, Alessio Recati e Gabriele Ferrari. A questi vanno aggiunti numerosi studenti di dottorato e ricercatori post-dottorato, in gran parte stranieri.
Il centro ha progetti importanti per il futuro, tra cui l’avvio di un nuovo laboratorio di Fisica sperimentale che sarà ospitato dal Dipartimento di Fisica a Povo. Il laboratorio sarà diretto da Gabriele Ferrari, trasferitosi recentemente a Trento da Firenze, e sarà a breve rafforzato da un nuovo ricercatore del CNR che si aggregherà al centro BEC nei prossimi mesi. La nuova attività sperimentale rappresenta un importante investimento per gli anni futuri nell’area della fisica. Laboratori sperimentali specializzati negli atomi ultrafreddi e in ottica quantistica stanno infatti nascendo numerosi nelle università più qualificate europee, americane e asiatiche, dove vengono sviluppate le tecnologie più sofisticate dell’ottica moderna, delle tecniche di vuoto e di raffreddamento.

Uno dei progetti più ambiziosi del nuovo laboratorio di Povo consisterà nella realizzazione di molecole ultrafredde ottenute partendo da gas di specie atomiche differenti. Si tratta di una delle frontiere più ambiziose in questo campo di ricerca della fisica atomica con grandi aspettative sia dal punto di vista fondamentale che di quello più tecnologico e applicativo. Sul fronte teorico gli studi riguarderanno principalmente i fenomeni di non equilibrio dove nuove frontiere si stanno profilando grazie alla possibilità di manipolare in maniera ingegneristica le forze interatomiche e le condizioni di confinamento magnetico e ottico degli atomi. Le attività di ricerca a Trento in questi settori saranno possibili grazie allo sforzo congiunto del CNR e dell'Università di Trento, al finanziamento dell'European Research Council ed anche ai fondi messi a disposizione dalla Provincia autonoma di Trento tramite uno specifico accordo con il CNR.

Tra gli appuntamenti dei prossimi mesi che vedono il centro BEC di Trento impegnato con un ruolo da protagonista vanno menzionati due importanti eventi internazionali: la conferenza su “Quantum Science and Technologies” che si terrà a Rovereto dal 9 al 12 maggio (organizzatori: Augusto Smerzi del CNR di Trento e Tommaso Calarco dell'Università di Ulm) e il workshop “New Trends in the Physics of Quantum Vacuum: from Condensed Matter, to Gravitation and Cosmology” che si terrà presso il centro ECT* di Villa Tambosi dal 27 giugno al 1 luglio (organizzatori: Iacopo Carusotto del CNR di Trento, Roberto Balbinot dell'Università di Bologna e Alessandro Fabbri dell'Università di Valencia).

La reputazione internazionale del gruppo è anche testimoniata dall'attività editoriale che i membri del centro BEC svolgono per riviste specializzate, come nel caso di Franco Dalfovo che, da qualche anno, è uno degli editori della rivista “Physical Review” dell'American Physical Society. Infine, vale la pena sottolineare che il centro BEC gode di un'ampia rete di collaborazioni, sia con gruppi sperimentali che teorici, in Europa e negli Stati Uniti. Tra le nuove collaborazioni attivate recentemente va segnalata quella con l’Institute for Advanced Studies dell’Università Tsinghua di Pechino, uno degli atenei asiatici più prestigiosi. Queste collaborazioni favoriscono lo scambio di ricercatori e rafforzano la dimensione internazionale che caratterizza la vita scientifica della Facoltà di Scienze dell’Università di Trento.