Materiale quantico a temperatura ambiente creato da atomi d'oro

Gli scienziati hanno creato il primo materiale quantico che opera a temperatura ambiente, utilizzando atomi d'oro per formare una struttura che filtra la luce in base alle sue proprietà quantistiche. Il materiale, chiamato metacristallo plasmonico statistico quantistico, è stato sviluppato da un team dell'Università di Cambridge e riportato sulla rivista Nature. Questa scoperta potrebbe portare a tecnologie quantistiche pratiche che non richiedono costosi sistemi di raffreddamento.

Il materiale influisce sulla luce in modo simile a come i semiconduttori controllano gli elettroni, ordinando i fotoni in base alle loro statistiche quantistiche. Ciò significa che può distinguere tra diversi tipi di luce quantistica, come fotoni singoli e coppie di fotoni. Il risultato è significativo perché i precedenti materiali quantici funzionavano solo a temperature estremamente basse, limitando le loro applicazioni nel mondo reale.

I ricercatori hanno costruito il metacristallo disponendo nanoparticelle d'oro in un reticolo preciso. Quando la luce colpisce la struttura, interagisce con i plasmoni—oscillazioni collettive di elettroni—per produrre effetti quantistici a temperatura ambiente. Il team ha dimostrato che il materiale può filtrare la luce in base al fatto che sia raggruppata o anti-raggruppata, una proprietà quantistica chiave.

Questo sviluppo apre la porta a dispositivi quantistici come sensori, sistemi di comunicazione e computer che possono operare in ambienti quotidiani. I prossimi passi prevedono il perfezionamento del materiale e l'esplorazione del suo utilizzo in circuiti quantistici pratici. I ricercatori ritengono che questo approccio potrebbe essere esteso ad altri metalli e strutture, portando potenzialmente a una nuova classe di materiali quantici a temperatura ambiente.