La fisica quantistica cambia ritmo: il suono svela i superfluidi, il cloud osserva il tunneling anomalo

Il metodo si chiama interferometria fononica di Sagnac. In pratica, misura come le onde sonore — o fononi — si propagano all’interno di un superfluido in rotazione. Il principio ricorda l’effetto Doppler: proprio come la frequenza della sirena di un’ambulanza sembra cambiare quando il veicolo si avvicina e poi si allontana, la rotazione del superfluido modifica la fase delle onde sonore. Da questa variazione è possibile ricavare informazioni sul momento angolare del sistema , .

Cosa permette di osservare

• Le coppie di Cooper. Nei superfluidi fermionici, particelle che normalmente seguirebbero le regole dei fermioni possono formare coppie chiamate coppie di Cooper. Questo meccanismo è alla base della superfluidità e, in alcuni materiali, della superconduttività. Poiché la struttura di queste coppie è difficile da sondare direttamente, il modo in cui il suono attraversa il gas offre un’indicazione indiretta del processo di appaiamento .
• La circolazione quantizzata. La tecnica consente inoltre di studiare vortici quantizzati e circolazione quantizzata, una caratteristica distintiva dei superfluidi fermionici . Secondo il risultato presentato, è la prima volta che questa circolazione viene rilevata tramite il suono in un sistema fermionico fortemente correlato.

Il risultato apre una nuova finestra sulla materia quantistica: fenomeni altrimenti difficili da misurare possono essere studiati osservando il comportamento delle onde sonore, trasformando l’acustica in uno strumento diagnostico per sistemi estremamente complessi .

Il tunneling anomalo osservato dal cloud

Il 31 luglio 2026, uno studio pubblicato su Communications Physics ha mostrato un altro sviluppo significativo. I fisici teorici Ippei Danshita, della Kindai University, e Daichi Kagamihara, della Chuo University, hanno utilizzato Oqtant, una piattaforma accessibile via cloud per esperimenti su condensati di Bose-Einstein (BEC), fornita dall’azienda statunitense Infleqtion , .

Un BEC è uno stato della materia che si forma quando atomi raffreddati a temperature prossime allo zero assoluto si comportano collettivamente, come se costituissero un unico sistema quantistico.

In cosa consiste il tunneling anomalo

Nel tunneling quantistico ordinario, la probabilità che una particella attraversi una barriera tende a diminuire quando diminuisce la sua energia. Nei condensati di Bose-Einstein, però, può verificarsi il comportamento opposto: le onde sonore a bassa energia, che sono eccitazioni collettive del condensato, possono attraversare perfettamente anche barriere elevate. Nel limite di energia nulla, la probabilità di trasmissione tende all’unità .

Le misurazioni ottenute attraverso Oqtant hanno confermato le previsioni teoriche sull’influenza di questo effetto sulle eccitazioni collettive del condensato . Il fenomeno è particolarmente interessante perché è previsto non soltanto nei BEC, ma anche in sistemi come alcuni materiali magnetici: la sua osservazione sperimentale rappresenta quindi un passo importante per la fisica della materia condensata .

Un laboratorio quantistico accessibile via Internet

La novità non riguarda soltanto il risultato fisico, ma anche il modo in cui è stato ottenuto. Gli esperimenti tradizionali con atomi ultrafreddi richiedono apparecchiature complesse, anni di formazione specialistica e infrastrutture dedicate. Questo rende spesso difficile per i fisici teorici verificare direttamente le proprie previsioni sperimentali .

Oqtant ha permesso invece al team di progettare e gestire l’esperimento da remoto, senza costruire né operare un apparato autonomo , . Lo studio costituisce il primo risultato scientifico sottoposto a revisione tra pari prodotto attraverso la piattaforma Oqtant .

I ricercatori hanno sottolineato che questo approccio potrebbe ampliare in modo significativo ciò che i fisici teorici sono in grado di fare e favorire il trasferimento nel cloud di altre strutture sperimentali avanzate . Il modello ricorda quello già affermato nei servizi di calcolo quantistico accessibili via cloud, ma applicato direttamente a esperimenti con materia quantistica.

Due esperimenti, una stessa direzione

I due lavori affrontano problemi diversi: il primo usa il suono per indagare coppie di Cooper e circolazione quantizzata in un superfluido fermionico; il secondo sfrutta un laboratorio remoto per verificare il tunneling anomalo in un BEC.

In comune hanno però un’idea destinata a pesare sempre di più nella ricerca: rendere osservabili fenomeni quantistici complessi attraverso strumenti nuovi e rendere le infrastrutture sperimentali avanzate accessibili a una comunità più ampia. La frontiera della fisica quantistica non si sta soltanto spostando verso nuove scoperte: sta anche cambiando il modo in cui le scoperte vengono realizzate.