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Funziona il prototipo di sensore quantistico sviluppato da ricercatori dell'Imperial College di Londra. E' stato il protagonista dell'esperimento, descritto sulla rivista Nature, per la ricerca di onde gravitazionali provenienti dall'universo primordiale e di segnali di forme esotiche di materia oscura. I risultati aprono la via a una nuova generazione di sensori.
Comprendere di cosa è fatto l'universo e identificare nuove sorgenti di onde gravitazionali sono due sfide fondamentali della fisica moderna, ma in entrambi i casi occorre misurare segnali estremamente deboli e che facilmente possono essere sovrastati dal rumore di fondo. Gli strumenti più avanzati oggi disponibili si basano su laser che generano, però, un rumore di fondo di gran lunga superiore ai segnali da misurare.
Per superare il problema, i ricercatori hanno messo a confronto due interferometri in modo da annullare il rumore. "Questo metodo è alla base dei progetti per i rivelatori di prossima generazione, ma non era mai stato dimostrato in condizioni realistiche", osserva Charles Baynham, co-responsabile assieme a Richard Hobson dell'Ultracold Strontium Laboratory dell'Imperial College di Londra. I ricercatori hanno quindi costruito un prototipo da tavolo utilizzando due nubi di stronzio-87 ultrafreddo macroscopicamente separate, analizzate da un laser ultra-stabile. "Singolarmente - sottolinea Baynham - ciascun interferometro è diventato inutilizzabile, perchè il segnale è stato oscurato dal rumore ma confrontando i due interferometri, è stato possibile recuperare un segnale chiaro. La cancellazione del rumore laser dunque funziona come previsto".
Introducendo poi un segnale oscillante aggiuntivo, simile a quello che potrebbe essere prodotto da un'onda gravitazionale o da un campo di materia oscura, questo è stato rilevato chiaramente anche in condizioni in cui nessuno dei due interferometri, preso singolarmente, forniva informazioni utilizzabili.
"Il nostro esperimento - conclude Hobson - è solo un prototipo, ma la sua estensione a una struttura su vasta scala presso laboratori come il Cern o il Fermilab ci permetterà di affrontare alcuni dei misteri più profondi della fisica, inclusa la natura della materia oscura."
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