La luce è costituita da piccoli pacchetti di energia. Allo stesso modo, gli atomi sono divisi in bande di energia. Quando la luce colpisce un atomo, può energizzare le particelle subatomiche, solitamente gli elettroni. Ma ora i ricercatori sono riusciti a utilizzare i laser per energizzare i nuclei atomici.
Gli scienziati sono già riusciti a energizzare gli elettroni più volte, facendoli passare a stati quantistici di banda energetica più elevata. Essere in grado di energizzare il nucleo atomico con un laser è qualcosa che i ricercatori hanno provato per decenni, ma fino ad allora non avevano avuto successo.
Ora, ricercatori provenienti da Austria e Germania, in un'indagine pubblicata sulla rivista Lettere di revisione fisicariuscì a energizzare il nucleo atomico di un isotopo del torio utilizzando un laser, facendolo saltare da uno stato quantico all'altro.
Normalmente, i nuclei atomici non possono essere manipolati con i laser. L'energia dei fotoni semplicemente non è sufficiente.
Thorsten Schumm, fisico, in una dichiarazione
Per saperne di più:
Il nucleo atomico salta da uno stato quantico all'altro
Per far saltare il nucleo atomico da uno stato quantico a un altro è necessaria centinaia di volte più energia rispetto a quando gli elettroni saltano da uno strato energetico a un altro. Tuttavia, i ricercatori non erano sicuri di quanta energia il laser dovesse rilasciare affinché ciò accadesse.
- L'atomo scelto per l'indagine è stato il torio-299, poiché presenta due stati energetici molto vicini;
- Sin dagli anni ’70 si è cercato di misurare la quantità di energia necessaria affinché il cambiamento avvenisse;
- Nel corso dei decenni, i ricercatori hanno stimato le loro stime da più di 100 a circa 8 elettronvolt;
- Nella ricerca, gli scienziati volevano andare oltre le stime e scoprire l’esatta energia richiesta per la transizione dello stato quantistico.
Sulla base di analisi effettuate su cristalli con miliardi di atomi di torio, i ricercatori sono riusciti a definire che la transizione tra gli stati quantistici del nucleo avviene con 8,355743 ± 0,000003 elettronvolt. Con le scoperte, si ritiene che gli atomi di torio-299 nei cristalli potrebbero essere utilizzati per produrre orologi atomici più stabili, precisi e pratici.
Il nostro metodo di misurazione è solo l'inizio. Non possiamo ancora prevedere quali risultati otterremo da questo. Sarà sicuramente molto emozionante.
Thorsten Schumm