Una stretta collaborazione tra l’Università di Pavia e il CNR, istituto Nanotec di Lecce, ha dimostrato per la prima volta la condensazione di Bose-Einstein in una semplice guida d’onda planare di semiconduttore. Il risultato scientifico è stato pubblicato sulla prestigiosa rivista «Nature» e annovera tra i coautori due ricercatori pavesi afferenti al Dipartimento di Fisica, il Prof. Dario Gerace e lo studente dottorando in Fisica Simone Zanotti, che hanno contribuito alla progettazione teorica dei dispositivi e all’interpretazione fisica dei risultati sperimentali.
La condensazione di Bose-Einstein è un peculiare fenomeno quantistico che coinvolge molte particelle di un sistema fisico e le porta a comportarsi collettivamente come se fossero un unico “corpo”, trasferendo così delle proprietà solitamente microscopiche e difficili da osservare al mondo macroscopico, più accessibili agli esperimenti. Questa condensazione è stata realizzata grazie alla formazione di esotiche particelle denominate “polaritoni”, costituite da eccitazioni elementari ibride, parte da fotoni e parte stati elettronici eccitati.
La semplicità di fabbricazione della struttura studiata rende questo dispositivo un perfetto banco di prova per lo studio dei condensati di Bose di polaritoni, che possono essere descritti a tutti gli effetti come un “fluido quantistico di luce”, e capaci, ad esempio, di mostrare singolari fenomeni legati alla natura quantistica del sistema, tra cui la superfluidità (la capacità di un fluido di superare un ostacolo senza subire alcun attrito). Infine, le dimensioni microscopiche del dispositivo ne permetterebbero l’integrazione in circuiti fotonici, dove al contrario dei classici circuiti elettronici non vi sono dissipazioni energetiche abbattendo consumi e aumentando la velocità di calcolo.
