Scienze

Scienza atomica fredda sulla Stazione spaziale internazionale

Nel Cold Atom Lab della Iss la temperatura è di un soffio sopra lo zero assoluto: nasce una scienza del freddo per studiare il comportamento degli atomi in assenza di gravità.

In natura, sulla Terra, la temperatura più bassa mai registrata finora è stata di -98 gradi sottozero, in Antartide, nell'inverno del 2010. Sul lato (per noi) nascosto della Luna le temperature arrivano a -170 °C e nello Spazio intergalattico - in quel vuoto cosmico dove la densità di materia nota scende a pochi atomi di idrogeno per metro cubo - si arriva a -270 °C, praticamente a un soffio dallo zero assoluto (-273,15 °C), temperatura per noi teoricamente irraggiungibile.

Teoricamente, perché nel 2013 un team di ricercatori del Max-Planck-Institut annunciò di avere portato, in laboratorio, una nuvola di atomi di potassio a una temperatura di un soffio sotto lo zero assoluto.

La ricerca del freddo sembra però avere cambiato passo nel 2017 con l'avvio di un nuovo esperimento - CAL (Cold Atom Laboratory) - del JPL della Nasa sulla Stazione spaziale internazionale.

ISS, Stazione spaziale internazionale, CAL (Cold Atom Laboratory), zero assoluto
L'esperimento CAL (Cold Atom Laboratory) poco prima della partenza verso la Iss. © Nasa

CAL è il primo laboratorio in orbita terrestre in grado di produrre nubi di atomi in condizioni ultra fredde, a temperature prossime a zero gradi Kelvin (-273,15 °C): nel piccolo laboratorio del fragile habitat in orbita a 400 km sulle nostre teste si ottengono temperature che risultano le più fredde nell'Universo conosciuto.

Scienza atomica fredda. È una sfida tecnologica di grande valore. A quelle temperature gli atomi si muovono molto lentamente, anche 200.000 volte più lentamente che non a temperature “ambiente”. Questo apre nuovi orizzonti per studiare gli atomi e per come utilizzarli in indagini di importanti fenomeni fisici: «Il nostro obiettivo», spiega Rob Thompson (Nasa), «è anche quello di comprendere il modo con il quale si comportano gli atomi in microgravità e come possiamo manipolarli. Siamo alle basi di quella che diverrà in futuro la “scienza atomica fredda” nello Spazio».

Anche sulla Terra è possibile ottenere tali temperature simili, ma la gravità è un impiccio e impedisce studi di lunga durata, che invece possono essere condotti a bordo della stazione spaziale.

27 dicembre 2018 Luigi Bignami
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