Dottoressa Amruta Gadge - University of Sussex

Introduzione

La dott.ssa Amruta Gadge del Quantum Systems and Devices Laboratory ha creato con successo un condensato di Bose-Einstein (BEC) presso le strutture dell’Università del Sussex nonostante lavori a distanza dal suo soggiorno a due miglia di distanza.

Un BEC da remoto

Si ritiene che sia la prima volta che un BEC sia stato creato da remoto in un laboratorio che non ne aveva uno prima.

Il team di ricerca ritiene che il risultato potrebbe fornire un modello per il funzionamento della tecnologia quantistica in ambienti inaccessibili come lo spazio.

L’immagine che conferma la creazione riuscita del BEC

Peter Krüger, professore di fisica sperimentale presso l’Università del Sussex, ha dichiarato: “Riteniamo che questa potrebbe essere la prima volta che qualcuno ha dimostrato un BEC da remoto in un laboratorio che non ne aveva prima. Siamo tutti estremamente entusiasti di poter continuare a condurre i nostri esperimenti in remoto durante il blocco e anche di ogni possibile blocco futuro.

Un BEC è costituito da una nuvola di centinaia di migliaia di atomi di rubidio raffreddati a temperature di nanokelvin che è oltre un miliardo di volte più fredda di quella per il congelamento.

Ma ci sono anche implicazioni più ampie oltre il nostro team. Il potenziamento delle capacità di controllo remoto da laboratorio è rilevante per le applicazioni di ricerca volte a far funzionare la tecnologia quantistica in ambienti inaccessibili come lo spazio, la metropolitana, un sottomarino o in climi estremi“.

A questo punto gli atomi assumono una proprietà diversa e si comportano tutti insieme come un singolo oggetto quantistico. Questo oggetto quantistico ha proprietà speciali che possono rilevare campi magnetici molto bassi.

Il professor Krüger ha dichiarato: “Utilizziamo più fasi attentamente calibrate del raffreddamento laser e delle onde radio per preparare i gas di rubidio a queste temperature ultra basse. Ciò richiede un controllo accurato da parte del computer della luce laser, dei magneti e delle correnti elettriche nei microchip, basato su un attento monitoraggio delle condizioni ambientali in laboratorio, mentre nessuno è in grado di essere lì per effettuare il check-in di persona“.

Il gruppo Quantum Systems and Devices ha lavorato per avere un secondo laboratorio con un BEC in esecuzione ininterrottamente negli ultimi nove mesi come parte di un progetto più ampio che sviluppa un nuovo tipo di microscopia magnetica e altri sensori quantistici.

Possibili utilizzi

Il team di ricerca utilizza gas atomici come sensori magnetici vicino a vari oggetti tra cui nuovi materiali avanzati, canali ionici nelle cellule e cervello umano. I gas quantici ultra-freddi intrappolati sono controllati per creare sensori estremamente accurati e precisi ideali per rilevare e studiare nuovi materiali, geometrie e dispositivi.

Il team di ricerca sta sviluppando i propri sensori da applicare in molte aree, tra cui batterie di veicoli elettrici, schermi tattili, celle solari e progressi medici come l’imaging del cervello.

Lavorare nonostante il blocco

La dottoressa Amruta Gadge lavora da casa
con un’immagine del BEC sul suo schermo

Appena in tempo prima del blocco, i ricercatori hanno installato una optical trap magnetica 2D e sono tornati solo un paio di volte per eseguire la manutenzione essenziale.

La dott.ssa Gadge, assegnista di ricerca in fisica e tecnologie quantistiche presso l’Università del Sussex, è stata in grado di eseguire calcoli complessi ottimizzando e eseguendo la sequenza da casa sua accedendo ai computer di laboratorio da remoto.

Ha detto: “Il team di ricerca ha osservato il blocco e ha lavorato da casa e quindi non siamo stati in grado di accedere ai nostri laboratori per settimane. Ma eravamo determinati a portare avanti la nostra ricerca, quindi abbiamo esplorato nuovi modi di condurre i nostri esperimenti da remoto. È stato un grande sforzo di squadra.

Il processo è stato molto più lento di se fossi stato in laboratorio poiché l’esperimento è instabile e ho dovuto concedere 10-15 minuti di tempo di raffreddamento tra una corsa e l’altra. Ovviamente non è così efficiente ed è molto più laborioso fare manualmente perché non sono stato in grado di eseguire scansioni sistematiche o correggere l’instabilità come potrei lavorare in laboratorio.