molecole
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In un risultato scientifico pionieristico, un team di fisici guidato dal professore Max Althön presso l’Università di Kaiserslautern-Landau ha creato con successo in laboratorio le complesse molecole a forma di trilobite, conosciute come molecole trilobite Rydberg. Questo risultato, riportato su Nature Communications, non solo offre nuove intuizioni sul comportamento degli elettroni nelle strutture atomiche ma apre anche la strada a potenziali applicazioni nell’elaborazione delle informazioni quantistiche.

Le molecole Rydberg sono costituite da atomi di Rydberg, che sono fondamentalmente atomi normali eccitati a uno stato in cui diventano notevolmente più grandi e i loro elettroni sono legati debolmente. Questi atomi ingranditi, quando si combinano, formano molecole Rydberg, caratterizzate da modelli di legame unici e disposizioni elettroniche che occasionalmente ricordano trilobiti o farfalle.

L’esperimento è stato avviato utilizzando atomi di rubidio ultraraffreddati, portati a soli 0,0001 gradi sopra lo zero assoluto. Gli scienziati hanno eccitato alcuni di questi atomi agli stati di Rydberg attraverso l’uso di un laser. In questo stato, l’elettrone più esterno orbita attorno al nucleo atomico a una distanza di oltre un micrometro, superiore a quella di alcuni batteri.

La molecola Rydberg risultante non è legata da legami chimici tradizionali, ma da una particolare attrazione quantistica derivante dalla diffusione quantomeccanica dell’elettrone di Rydberg dall’atomo nello stato fondamentale. Questa attrazione forma uno schema di interferenza elettronica che ricorda il carapace segmentato di un trilobite.

Il metodo innovativo del team, che coinvolge la fotoassociazione di tre fotoni, suggerisce che la creazione di molecole di trilobite Rydberg potrebbe essere possibile con qualsiasi elemento che abbia una lunghezza di dispersione dell’onda negativa.

Oltre ad avanzare nella comprensione della meccanica quantistica, il successo nel creare e studiare queste molecole Rydberg a forma di trilobite ha aperto prospettive promettenti nell’ambito dell’elaborazione delle informazioni quantistiche. La molecola presenta un momento di dipolo elettrico eccezionalmente elevato, conferendo ulteriori interessanti possibilità di applicazione.