Edoardo Capuano

I ricercatori dell'Università Leibniz Hannover e Physikalisch-Technische Bundesanstalt sviluppano sensori quantici più sensibili per misurazioni molecolari.

Per secoli, gli esseri umani hanno ampliato la loro comprensione del mondo attraverso misurazioni sempre più precise della luce e della materia. Oggi i sensori quantici ottengono risultati estremamente accurati. Un esempio di questo è lo sviluppo di orologi atomici, che non dovrebbero né guadagnare né perdere più di un secondo in trenta miliardi di anni. Le onde gravitazionali sono state rilevate anche tramite sensori quantistici, in questo caso utilizzando interferometri ottici.

I sensori quantistici possono raggiungere sensibilità che sono impossibili secondo le leggi della fisica convenzionale che governa la vita di tutti i giorni. Questi livelli di sensibilità possono essere raggiunti solo se si entra nel mondo della meccanica quantistica con le sue affascinanti proprietà - come il fenomeno della sovrapposizione, in cui gli oggetti possono essere in due posti contemporaneamente e dove un atomo può avere due diversi livelli di energia allo stesso livello tempo.

Sia generare che controllare tali stati non classici è estremamente complesso. A causa dell'alto livello di sensibilità richiesto, queste misurazioni sono soggette a interferenze esterne. Inoltre, gli stati non classici devono essere adattati a uno specifico parametro di misurazione.

Il dottor Fabian Wolf, assieme al team di ricercatori dell'Università Leibniz di Hannover, Physikalisch-Technische Bundesanstalt di Braunschweig e dell'Istituto nazionale di ottica di Firenze, ha introdotto un metodo basato su uno stato non classico adattato a due parametri di misurazione contemporaneamente. Egli afferma: “sfortunatamente, questo spesso determina una maggiore inesattezza rispetto ad altri parametri di misurazione rilevanti. Questo concetto è strettamente legato al principio di indeterminazione di Heisenberg.”

Gli scienziati hanno fatto un inventario della vita microbica nella regione oceanica più remota del mondo, la Gyre del Pacifico Meridionale.

Il South Pacific Gyre è un deserto oceanico. Tuttavia, a causa delle sue enormi dimensioni, gli abitanti microbici del Gyre del Pacifico meridionale contribuiscono in modo significativo ai cicli biogeochimici globali. In un'inchiesta senza precedenti, gli scienziati dell'Istituto Max Planck per la microbiologia marina a Brema, in Germania, hanno ora realizzato un inventario completo della comunità microbica del Gyre del Pacifico meridionale. Questo progetto è stato attuato grazie lo sviluppo di un nuovo strumento che consente l'analisi a bordo degli abitanti più piccoli dell'oceano.

Nel centro del Pacifico meridionale l'irraggiamento solare è pericolosamente alto: raggiunge un indice UV etichettato come “estremo”. Non ci sono particelle di polvere o afflussi dalla terra e, di conseguenza, queste acque hanno concentrazioni di nutrienti estremamente basse e quindi sono definite “ultra-oligotrofiche”. Il fitoplancton contenente clorofilla (alghe minute) si trova solo a profondità superiori a cento metri, rendendo le acque superficiali del Pacifico meridionale le più chiare al mondo. A causa della sua lontananza e delle sue enormi dimensioni, la guglia del Pacifico meridionale copre 37 milioni di km2 (per confronto, gli Stati Uniti coprono meno di 10 milioni di km2), ma è anche una delle regioni meno studiate del nostro pianeta.

I diamanti sul tuo dito sono molto probabilmente fatti di fondali marini riciclati e cucinati in profondità sotto la crosta terrestre.

Secondo una nuova ricerca, pubblicata su Science Advances, (1) condotta dai geoscienziati della Macquarie University a Sydney, in Australia, tracce di sale intrappolate in molti diamanti mostrano che le pietre sono formate da antichi fondali marini che sono stati sepolti in profondità sotto la crosta terrestre.

La maggior parte dei diamanti trovati sulla superficie terrestre sono formati in questo modo, altri sono creati dalla cristallizzazione di fondenti nel profondo del mantello terrestre.

Negli esperimenti che ricreano le pressioni estreme e le temperature trovate a 200 chilometri di profondità, il dottor Michael Förster, il professor Stephen Foley, il dottor Olivier Alard e i colleghi della Goethe Universität e Johannes Gutenberg Universität in Germania, hanno dimostrato che l'acqua marina nei sedimenti, dal fondo dell'oceano, reagisce nel modo giusto per produrre l'equilibrio di alcuni sali trovati nel diamante.

Lo studio pone una domanda di lunga data sulla formazione dei diamanti. A tal proposito il dottor Michael Förster asserisce: “c'era una teoria secondo cui i sali intrappolati all'interno dei diamanti provenivano dall'acqua di mare marina, ma non potevano essere testati. Le nostre ricerche hanno dimostrato che provenivano da sedimenti marini.”

I diamanti sono cristalli di carbonio che si formano sotto la crosta terrestre in parti molto antiche del mantello. Sono portati in superficie con le eruzioni vulcaniche tramite l'espulsione di un particolare tipo di magma chiamato kimberlite.