WEBVTT

00:00:06.716 --> 00:00:10.397
I materiali più freddi del mondo
non si trovano in Antartide.

00:00:10.397 --> 00:00:12.201
Non sono in cima all'Everest,

00:00:12.481 --> 00:00:14.116
né sepolti in un ghiacciaio.

00:00:14.286 --> 00:00:15.737
Sono nei laboratori di fisica:

00:00:15.897 --> 00:00:20.382
nubi di gas tenute a qualche frazione
di grado sopra lo zero assoluto.

00:00:20.382 --> 00:00:25.367
È 395 milioni di volte più freddo
dei nostri frigoriferi,

00:00:25.367 --> 00:00:28.073
100 milioni di volte più freddo
dell'azoto liquido

00:00:28.073 --> 00:00:31.240
e 4 milioni di volte
più freddo dello spazio.

00:00:31.240 --> 00:00:35.901
Tali condizioni permettono agli scienziati
di capire il funzionamento della materia

00:00:35.901 --> 00:00:39.437
e agli ingegneri di creare
strumenti estremamente sensibili

00:00:39.437 --> 00:00:41.292
che possono dirci di più su molte cose,

00:00:41.292 --> 00:00:43.130
dalla nostra posizione sul pianeta

00:00:43.130 --> 00:00:46.135
a che cosa sta succedendo
nei più remoti angoli dell'universo.

NOTE Paragraph

00:00:46.135 --> 00:00:48.928
Come facciamo a produrre
temperature così estreme?

00:00:48.928 --> 00:00:51.989
In pratica, rallentando
le particelle in movimento.

00:00:51.989 --> 00:00:55.951
Quando si parla di temperatura,
in realtà si parla di movimento.

00:00:55.951 --> 00:00:57.716
Gli atomi che compongono i solidi,

00:00:57.716 --> 00:00:58.458
i liquidi

00:00:58.458 --> 00:00:59.338
e i gas

00:00:59.338 --> 00:01:00.869
si muovono in continuazione.

00:01:00.869 --> 00:01:05.616
Quando gli atomi si muovono velocemente,
percepiamo quella materia come calda.

00:01:05.616 --> 00:01:09.147
Quando si muovono lentamente,
la percepiamo come fredda.

NOTE Paragraph

00:01:09.147 --> 00:01:12.563
Per rendere freddo un oggetto 
o un gas caldo nella vita quotidiana,

00:01:12.563 --> 00:01:15.960
lo mettiamo in un ambiente
più freddo, come il frigorifero.

00:01:15.960 --> 00:01:18.828
Parte del movimento atomico
dell'oggetto caldo

00:01:18.828 --> 00:01:20.498
è trasferito all'area circostante

00:01:20.498 --> 00:01:22.251
e si raffredda.

00:01:22.251 --> 00:01:23.788
Ma c'è un limite:

00:01:23.788 --> 00:01:27.865
anche lo spazio è troppo caldo
per creare temperature bassissime.

00:01:27.865 --> 00:01:32.823
Così gli scienziati hanno trovato un modo
per rallentare direttamente gli atomi,

00:01:32.823 --> 00:01:34.204
cioè con un raggio laser.

NOTE Paragraph

00:01:34.204 --> 00:01:35.751
Nella maggior parte dei casi,

00:01:35.751 --> 00:01:38.464
l'energia del raggio laser
riscalda le cose.

00:01:38.464 --> 00:01:40.533
Ma utilizzato in modo molto preciso,

00:01:40.533 --> 00:01:44.813
il momento del raggio può fermare
gli atomi in movimento, raffreddandoli.

00:01:44.813 --> 00:01:49.403
Questo è ciò che succede in un dispositivo
chiamato trappola magneto-ottica.

00:01:49.403 --> 00:01:51.954
Gli atomi vengono immessi
in una camera a vuoto

00:01:51.954 --> 00:01:55.415
e il campo magnetico
li attira verso il centro.

00:01:55.415 --> 00:01:58.090
Un raggio laser indirizzato
al centro della camera

00:01:58.090 --> 00:02:00.623
viene sintonizzato sulla giusta frequenza,

00:02:00.623 --> 00:02:06.170
cosicché un atomo diretto lì assorbirà 
un fotone del raggio e rallenterà.

00:02:06.170 --> 00:02:09.089
L'effetto di rallentamento deriva
dal passaggio del momento

00:02:09.089 --> 00:02:11.108
dall'atomo al fotone.

00:02:11.108 --> 00:02:14.208
Un totale di sei raggi,
posizionati perpendicolarmente,

00:02:14.208 --> 00:02:18.375
garantiscono di poter intercettare atomi
che si muovono in tutte le direzioni.

00:02:18.375 --> 00:02:21.018
Al centro, dove i raggi si incrociano,

00:02:21.018 --> 00:02:24.840
gli atomi si muovono lentamente,
come intrappolati in un liquido denso,

00:02:24.840 --> 00:02:29.924
un effetto descritto dai suoi inventori
come "melassa ottica".

00:02:29.924 --> 00:02:32.315
Una trappola magneto-ottica come questa

00:02:32.315 --> 00:02:35.405
può raffreddare gli atomi
fino a pochi microkelvin,

00:02:35.405 --> 00:02:38.785
circa -273 gradi Celsius.

NOTE Paragraph

00:02:38.785 --> 00:02:41.609
Questa tecnica fu elaborata negli anni '80

00:02:41.609 --> 00:02:43.913
e gli scienziati che vi contribuirono

00:02:43.913 --> 00:02:47.931
vinsero nel 1997 il premio Nobel
per la fisica grazie a questa scoperta.

00:02:47.931 --> 00:02:52.751
Oggi il raffreddamento laser è in grado
di raggiungere temperature più basse.

NOTE Paragraph

00:02:52.751 --> 00:02:55.990
Ma perché si vogliono raffreddare
gli atomi così tanto?

00:02:55.990 --> 00:02:59.786
Prima di tutto, gli atomi freddi
possono essere buoni rilevatori.

00:02:59.786 --> 00:03:01.530
Con così poca energia,

00:03:01.530 --> 00:03:04.961
sono incredibilmente sensibili
alle fluttuazioni nell'ambiente.

00:03:04.961 --> 00:03:09.562
Sono usati in dispositivi che cercano
giacimenti di petrolio e minerali

00:03:09.562 --> 00:03:12.203
e fungono anche da orologi atomici
estremamente precisi,

00:03:12.203 --> 00:03:14.653
come quelli utilizzati nei GPS.

NOTE Paragraph

00:03:15.103 --> 00:03:18.152
In secondo luogo, gli atomi freddi
detengono un enorme potenziale

00:03:18.152 --> 00:03:20.243
per esplorare i confini della fisica.

00:03:20.243 --> 00:03:22.662
La loro eccezionale sensibilità
li rende perfetti

00:03:22.662 --> 00:03:27.300
per individuare le onde gravitazionali 
nei futuri rilevatori spaziali.

00:03:27.300 --> 00:03:31.624
Sono utili anche per lo studio
di fenomeni atomici e subatomici,

00:03:31.624 --> 00:03:35.894
che richiedono la misurazione di minuscole
oscillazioni nell'energia degli atomi.

00:03:35.894 --> 00:03:38.046
Queste sono sovrastate
a temperature normali,

00:03:38.046 --> 00:03:41.090
quando gli atomi sfrecciano
a centinaia di metri al secondo.

00:03:41.090 --> 00:03:45.265
Il raffreddamento laser può rallentare
gli atomi a pochi centimetri al secondo,

00:03:45.265 --> 00:03:49.122
velocità che rende evidente il movimento
dovuto agli effetti del quantum atomico.

00:03:49.122 --> 00:03:53.599
Gli atomi ultrafreddi hanno già permesso
agli scienziati di studiare fenomeni

00:03:53.599 --> 00:03:56.150
come la condensazione di Bose-Einstein,

00:03:56.150 --> 00:03:59.631
in cui gli atomi sono raffreddati
quasi allo zero assoluto

00:03:59.631 --> 00:04:02.200
e diventano 
un nuovo raro stato della materia.

NOTE Paragraph

00:04:02.200 --> 00:04:05.851
Finché i ricercatori continueranno 
a cercare di capire le leggi della fisica

00:04:05.851 --> 00:04:07.925
e svelare i misteri dell'universo,

00:04:07.925 --> 00:04:11.296
lo faranno con l'aiuto
dei suoi atomi più freddi.

00:04:17.539 --> 00:04:22.030
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