Rome Tre in evidenza per la fisica quantistica

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Rome Tre in evidenza per la fisica quantistica
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Tutti sappiamo che è facile mescolare un cucchiaino di zucchero nel caffè, ma sarebbe molto laborioso estrarlo una volta girato. Per descrivere queste situazioni, gli scienziati si aiutano con il concetto di entropia: un processo è più semplice da analizzare se l'entropia del sistema aumenta. Questa grandezza è di grande interesse anche per tutti i casi in cui cerchiamo di trasformare del calore in un movimento con un motore. 

Non è sempre immediato, però, capire quanta entropia si produce, soprattutto per sistemi microscopici per i quali le leggi standard della fisica non valgono più, ma bisogna applilcare la meccanica quantistica. D'altro lato, la teoria quantistica fa uso di concetti matematici molto avanzati per descrivere dettagliatamente questi sistemi microscopici: associare un'interpretazione fisica a una formula complessa è un grande problema anche per gli specialisti. 

In un articolo intitolato Link identifier #identifier__10726-1"Geometrical Bounds on Irreversibility in Open Quantum Systems" e pubblicato dall'importante rivista Physical Review Letters, un'équipe formata da ricercatori dell'Unviersità Roma Tre, della Scuola Normale di Pisa e dell'Università di Firenze è riuscita a trovare una connessione tra quanta entropia viene prodotta in un processo e delle grandezze geometriche legate a come vengono descritti i sistemi in meccanica quantistica. È un risultato importante perché permette di valutare la differenza di entropia senza aver accesso a tutti i dettagli del processo. 

Non possiamo ancora misurare direttamente queste grandezze, ma è stato realizzato a Roma Tre un esperimento in cui dei fotoni, i quanti di luce, hanno simulato delle particelle che si scaldano o si raffreddano, e questa simulazione ha dimostrato la correttezza di questa connessione.

Grazie a questi risultati, che sono stati selezionati tra gli Ediotor's Suggestions di questo numero, siamo più vicini a comprendere come gli aspetti più propriamente quantistici possono aiutarci a realizzare dei motori efficienti su scala microscopica.

Per il nostro Ateneo, hanno firmato l'articolo:
prof. Marco Barbieri
dott. Luca Mancino (dottorando)
dot. Marco Sbroscia (assegnista di ricerca)
dott. Emanuele Roccia (dottorando)
dott.ssa Ilaria Gianani (assegnista di ricerca)
Robert I. Booth (laureando)

Link identifier #identifier__15671-2Testo dell'articolo

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