Quest'anno il premio Nobel per la fisica è stato conferito a tre scienziati: Pierre Agostini, Ferenc Krausz e Anne L'Huillier, per i metodi sperimentali che generano impulsi ad attosecondi. Per capire cosa avviene nel "microcosmo", abbiamo bisogno di impulsi via via sempre più brevi.
Per spiegare meglio di cosa parliamo, provate ad immaginare una stanza completamente al buio, dove all'interno è presente un piano inclinato ed una pallina che per traslare da una parte all'altra impiega 5 secondi, per poi fermarsi.
Ora accendiamo e spegniamo la luce ogni 5 secondi. Vedremo la pallina nel punto di partenza e poi solo nel punto di arrivo.
Ripetiamo l'esperimento, questa volta accendiamo la luce ogni secondo. Riusciamo a vedere il movimento, anche se un po' a scatti.
Nel nostro secondo esperimento siamo riusciti a capire il percorso fatto, nel primo caso meno, giusto?
Con questo esempio abbiamo dimostrato che, per capire un fenomeno, gli impulsi di luce devono essere più brevi del fenomeno stesso.
CAPIRE IL MICROCOSMO
Il mondo dell'elettronica si misura in nanosecondi (1ns=10-9s) cioè un miliardesimo di secondo.
Adesso grazie agli attosecondi (1as=10-18s), cioè un milionesimo di milionesimo di milionesimo di secondo, possiamo studiare la dinamica elettronica della materia.
Sapete quanti secondi ha il nostro universo?
Se la scala della dinamica degli attosecondo è difficile da immaginare nel tempo, proviamo ad applicarlo nello SPAZIO.
Sappiamo che la velocità della luce "c" è 300.000.000 m/s.
Un impulso della durata di 1 ns, la luce percorre 30cm.
In un ps (picosecondo) percorre 0,3 mm
Considerando che in un ps ci sono 1.000.000 di attosecondi, provate a immaginare lo spessore di un foglio diviso in un milione di parti!
PERCHE' E' IMPORTANTE L'ATTOSCIENZA?
Le applicazioni degli attosecondi sono legate allo studio della dinamica per poter controllare i processi del microcosmo.
Facciamo un esempio. Immaginate che una vostra persona amica vi chiede di essere spinta sull'altalena.
E' chiaro che voi dovete fare in modo di soddisfare due richieste:
1. la spinta deve durare meno del periodo dell'altalena (altrimenti la fermereste e basta);
2. la fase. il MOMENTO infatti della spinta è importante.
Il tempo classico dell'orbita di un elettrone in un atomo di idrogeno è circa 150 attosecondi.
Per due anni e mezzo il record di impulso più breve di 130 as è stato italiano (grazie ad un team di ricercatori dell'università di Padova e del Politecnico di Milano).
Ora questo impulso si è abbassato a circa 40 as e questo rappresenta il tentativo di essere sempre più precisi nella "spinta che si dà all'altalena" e nell'efficacia che questa spinta può avere sui componenti del microcosmo!
In una prospettiva più ambiziosa potremmo quindi pensare di indurre i fenomeni in modo di fare "chimica" senza basarsi sulla termodinamica, che oggi è l'approccio comune, per creare nuovi farmaci magari usando molecole "rare".
SCIENCE4PLANET