Macchina quantistica e cellule sintetiche il top della ricerca 2010 (L'Unione Sarda, 28 dicembre 2010)

Dal 1996 la rivista Science stila la classifica delle scoperte più importanti: “Breakthrough of the Year”. Il primo anno la scelta cadde sulle ricerche dedicate alla comprensione dell'HIV, nel 1997 fu la volta della pecora Dolly, nel 2000 toccò al sequenziamento del genoma umano e nel 2004 all'acqua su Marte. Per il 2010 la scelta è caduta sulla prima “macchina quantistica”. Di cosa si tratta? Fino a oggi il comportamento degli oggetti realizzati da mani umane è sempre stato quello previsto dalle leggi della fisica newtoniana. In altre parole tutto ciè che è visibile rispetta fedelmente la meccanica classica. Ma sul numero di marzo di Nature è comparso un articolo firmato da un gruppo di fisici dell'Università della California di Santa Barbara, in cui si descrive l'esperimento che apre un nuovo scenario di ricerca. I ricercatori hanno costruito una piccola asta piezoelettrica, in grado quindi di cambiare forma e spessore quando attraversata da correnti elettriche. L'asticella, lunga appena 30 micrometri (metà dello spessore di un capello) è stata battezzata “quantum drum": si comporta come un piccolo oscillatore meccanico e vibra con le microonde. Hanno poi costruito un minuscolo anello di materiale superconduttore, il "qubit di fase" (qubit è un termine utilizzato per i transistor dei computer quantistici) in grado di assumere due livelli possibili di energia: uno basso e uno alto. Stuzzicando il circuito con le microonde i fisici californiani sono riusciti a trasferire dei quanti di energia dal qubit all’oscillatore e viceversa e quando raffreddato in prossimità dello zero assoluto (temperature vicine ai 273°C sotto zero) il sistema risponde alle previsioni dalla meccanica quantistica: le oscillazioni non hanno stati intermedi. In un ulteriore esperimento gli scienziati hanno trovato ulteriori conferme alla natura quantistica del fenomeno: nello stesso istante il sistema può essere visto fermo e in movimento. Il qubit e l'asticciola piezoelettrica hanno svolto il compito affidato al gatto di Schrödinger nel celebre esperimento mentale del 1935. Ma l'importanza dell'esperimento di Santa Barbara non si ferma al, pur significativo, valore concettuale: gli stessi fisici che sembrano compiere giochi bizzarri sono impegnati nella costruzione dei calcolatori quantistici. La nuova frontiera dei supercomputer si sposta, come previsto nel 1982 dal Nobel per la Fisica Richard Feynman, verso la frontiera tra il mondo del visibile e quello subatomico. Dietro la macchina quantistica troviamo la biologia sintetica, con la prima cellula creata in laboratorio. Su Science di maggio il pioniere della “vita artificiale”, Craig Venter, ha annunciato il trasferimento di un patrimonio genetico sintetico dentro una cellula batterica privata del proprio Dna. Lo scopo? Generare alghe adatte alla produzione di biocarburanti. Al terzo posto il primo sequenziamento del Dna nucleare dell'uomo di Neandertal, poi altre scoperte legate alla genomica e alla fisica quantistica e alle origini delle malattie rare. Science non avanza previsioni per il 2011 ma è ragionevole pensare che la parte del leone la faranno ancora una volta le scoperte genomiche e la fisica quantistica. Sempre che dal CERN di Ginevra non giunga qualche grossa sorpresa scientifica. LHC docet. 

ANDREA MAMELI 

(L'Unione Sarda, 28 dicembre 2010, pagina 37, Cultura)