Ci sono scoperte che sembrano più pagine di fantascienza che risultati scientifici. All’Università Tecnica di Delft, un team guidato dal professor Sander Otte ha osservato in tempo reale il nucleo magnetico di un singolo atomo che cambia stato, un fenomeno mai visto prima. Non è un esperimento di laboratorio ordinario: usando un microscopio a scansione a effetto tunnel (STM), i ricercatori hanno letto il spin nucleare attraverso gli elettroni dell’atomo, svelando un comportamento che fino a ieri era confinato alla teoria. La stabilità sorprendentemente lunga del nucleo, rimasto coerente per diversi secondi, apre possibilità incredibili per il controllo della magnetizzazione a livello atomico.
Il contesto non è banale. Ogni elettrone e ogni nucleo si comporta come un minuscolo magnete quantistico. Per oltre un decennio, la lettura degli spin elettronici con STM era considerata il limite massimo dell’osservazione atomica. Ora, spingendo la tecnologia oltre, gli scienziati di Delft hanno dimostrato che anche gli spin nucleari, più stabili e meno soggetti a decoerenza, possono essere monitorati e potenzialmente manipolati. Il che significa non solo nuovi strumenti per la fisica fondamentale, ma anche candidati naturali per qubit stabili, la pietra angolare dei computer quantistici del futuro.
Parallelamente, in un’altra rivoluzione silenziosa della fisica, scienziati dell’Università di Ginevra, in collaborazione con l’Università di Salerno e l’Istituto CNR-SPIN, hanno rivelato una geometria quantistica nascosta che piega il flusso degli elettroni all’interno dei materiali. Simile a come la gravità curva la luce nello spazio-tempo, questo fenomeno sfida i modelli convenzionali di conduttività e trasporto elettronico. Non è solo un dettaglio teorico: comprendere e controllare questo effetto di curvatura potrebbe trasformare il modo in cui progettiamo materiali e dispositivi elettronici.
Il potenziale è enorme. Materiali con geometrie quantistiche controllabili potrebbero portare a conduttori senza perdite, elettronica più veloce e dispositivi in grado di gestire informazioni con efficienza finora impossibile. L’analogia con la rivoluzione dei transistor è inevitabile: così come la capacità di controllare il flusso elettronico nei semiconduttori ha permesso il boom dell’informatica moderna, la curvatura quantistica potrebbe dare vita a una nuova generazione di materiali e architetture elettroniche. L’innovazione non si limita alla velocità o all’efficienza: apre la strada a fenomeni quantistici complessi, da stati topologici a superconduttività, che ridefiniscono le regole del gioco.
Il punto di contatto tra le due scoperte è concettuale e pratico. Osservare e controllare lo spin nucleare in un atomo e comprendere come gli elettroni possano essere deviati da geometrie nascoste significa avere finalmente strumenti concreti per manipolare la materia a livello più fondamentale. La fisica quantistica smette di essere una disciplina accademica astratta e diventa tecnologia tangibile, pronta a plasmare dispositivi che solo pochi anni fa apparivano fantascientifici. In altre parole, le basi per computer quantistici robusti e materiali rivoluzionari sono già sotto i nostri occhi, nascoste nella danza invisibile di nuclei ed elettroni.
L’effetto combinato di queste scoperte è la promessa di un futuro in cui la manipolazione di singoli atomi e la progettazione di materiali a geometria quantistica non siano più teoria da laboratorio ma strumenti per applicazioni reali. Quantum sensing, qubit stabili, elettronica lossless: concetti che fino a ieri sembravano vaghi stanno diventando possibili. Le implicazioni per energia, calcolo, archiviazione dei dati e tecnologie emergenti sono così profonde da suggerire che stiamo assistendo all’alba di una nuova era industriale, guidata non da circuiti tradizionali ma da proprietà quantistiche fondamentali.
Se ci si ferma a riflettere, la portata è vertiginosa. Ogni nucleo osservato, ogni elettrone deviato, racconta una storia di controllo finora impensabile della materia. Il confine tra scienza pura e tecnologia applicata si assottiglia. Per la prima volta, manipolare la natura a livello atomico non è più mera speculazione teorica: è un progetto tangibile, con strumenti e dati a supporto. Il futuro dei computer, dei materiali e dell’elettronica non sarà solo più veloce o più piccolo: sarà costruito sulla comprensione dei segreti più nascosti della realtà, quelli che fino a ieri sfuggivano alla nostra percezione.
Fonte: Nature Communications, Science, TU Delft, Università di Ginevra, CNR-SPIN, Università di Salerno