Scienziati esterrefatti: osservato il primo vortice quantistico

Un team di scienziati delle Università di Würzburg e Dresda ha osservato per la prima volta un vortice quantistico, una struttura unica generata dagli elettroni nello spazio della quantità di moto. Questa rivoluzionaria scoperta è stata resa possibile grazie a un miglioramento della tecnologia della spettroscopia fotoemissiva (ARPES) e all’applicazione di metodi di tomografia quantistica.

Otto anni fa, il fisico Roderich Messner aveva previsto teoricamente l’esistenza di questi vortici quantistici, paragonandoli a un “anello di fumo”, una complessa struttura di vortici intrecciati. Fino a poco tempo fa, però, non era stata fornita alcuna conferma sperimentale di questo fenomeno.

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Ora, grazie all’uso di un semimetallo quantistico, l’arseniuro di tantalio (TaAs), gli scienziati sono riusciti a dimostrare l’esistenza dei vortici quantistici. Per rilevarli, i ricercatori hanno perfezionato il metodo ARPES, basato sull’effetto fotoelettrico scoperto da Albert Einstein. Per ricostruire la struttura tridimensionale dei vortici elettronici, hanno adottato un’analisi multilivello, simile ai principi della tomografia medica.

Questa scoperta potrebbe avere un impatto significativo sullo sviluppo dell’orbittronica, un campo emergente che propone di utilizzare la quantità di moto orbitale degli elettroni, invece della loro carica elettrica, per trasmettere dati. Questo approccio innovativo potrebbe portare a una riduzione sostanziale delle perdite di energia, rendendo i sistemi elettronici più efficienti.

La conferma della presenza di vortici quantistici rappresenta un passo importante nella comprensione delle dinamiche elettroniche e potrebbe aprire la strada a nuove tecnologie nel campo della fisica e dell’ingegneria.

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