La corsa verso i superconduttori a temperatura ambiente potrebbe aver trovato una marcia in più, grazie a un metodo che combina intelligenza artificiale e fisica quantistica. Un team internazionale guidato dalla professoressa Päivi Törmä dell’Università di Aalto ha dimostrato che il machine learning può setacciare un numero quasi infinito di combinazioni chimiche per individuare i candidati più promettenti, riducendo drasticamente i tempi di scoperta. E non si tratta solo di teoria: due nuovi superconduttori sono già stati identificati, sintetizzati e verificati sperimentalmente.

I superconduttori, materiali capaci di condurre elettricità senza alcuna resistenza, esistono già e vengono utilizzati in tecnologie che vanno dai computer quantistici ai treni a levitazione magnetica, passando per i reattori a fusione e i sistemi di neuroimaging medico. Il problema è che funzionano solo a temperature bassissime, vicine allo zero assoluto, e richiedono sistemi di raffreddamento costosi e complessi. Trovarne uno che funzioni a temperatura ambiente cambierebbe radicalmente il panorama energetico globale. Basterebbe pensare a cosa significherebbe sostituire i conduttori tradizionali nei data center e nei computer: il consumo energetico crollerebbe e l’impronta termica del settore ICT si ridurrebbe in modo impressionante.

Come funziona il nuovo approccio basato sull’IA

Il consorzio SuperC, fondato nel 2023 dalla professoressa Törmä insieme a un gruppo internazionale di fisici, è la prima collaborazione globale coordinata dedicata specificamente alla scoperta di nuovi superconduttori. L’obiettivo dichiarato è ambizioso: trovare un superconduttore a temperatura ambiente entro il 2033.

Nel lavoro più recente, pubblicato su Physical Review Research, il team ha identificato due nuovi materiali superconduttori: YRu3B2 e LuRu3B2. Le loro proprietà derivano da elettroni che formano bande piatte all’interno di un reticolo kagome, una struttura geometrica ispirata ai tradizionali motivi giapponesi di intreccio dei cestini. Il processo è stato strutturato in fasi: prima il machine learning ha scremato enormi quantità di combinazioni elementari possibili, poi un algoritmo specializzato ha selezionato i candidati migliori, che sono stati analizzati con calcoli quantistici dettagliati. Una volta confermate le previsioni teoriche, i colleghi della Rice University, guidati dalla professoressa Emilia Morosan, hanno sintetizzato i materiali e verificato che fossero effettivamente superconduttori.

Perché questa scoperta conta davvero

Per capire la portata di questo risultato, serve un po’ di contesto. In decenni di ricerca, la comunità scientifica ha identificato oltre 7.000 superconduttori, ma quasi tutti per puro caso. Il processo di valutazione teorica è talmente pesante dal punto di vista computazionale che, di fatto, solo una ventina di questi materiali sono stati previsti prima di essere scoperti. E anche quando un materiale sembra promettente sulla carta, potrebbe rivelarsi impossibile da sintetizzare o da produrre su larga scala.

L’approccio del team SuperC cambia le regole del gioco. Invece di sottoporre ogni singola combinazione a calcoli quantistici complessi, si usa l’intelligenza artificiale come filtro iniziale, concentrando le risorse computazionali solo sui candidati con le probabilità più alte. Secondo Törmä, questo metodo potrebbe permettere di analizzare miliardi di materiali, portando la ricerca dei superconduttori a temperatura ambiente a un livello completamente nuovo. Non è ancora la soluzione definitiva, ma rappresenta un passo critico nella direzione giusta. E in un campo dove ogni piccolo progresso richiede anni di lavoro, avere uno strumento capace di moltiplicare le possibilità fa tutta la differenza del mondo.

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Uno scienziato, un barattolo di cetrioli sottaceto e una ciabatta elettrica entrano in una stanza. Sembra l’inizio di una barzelletta, e in effetti un po’ lo è. Solo che la battuta finale coinvolge la fisica, dei condimenti che si illuminano e un trucco da festa decisamente fuori dal comune. Parliamo di uno di quegli esperimenti scientifici che stanno a metà strada tra la dimostrazione accademica e il numero da circo, il tipo di cosa che fa esclamare “ma davvero funziona?” a chiunque assista.

Il concetto alla base è tanto semplice quanto affascinante. La salamoia contenuta nel barattolo di cetrioli sottaceto è ricca di sale disciolto, il che la rende un ottimo conduttore di elettricità. Quando si fa passare corrente attraverso un cetriolo, succede qualcosa di inaspettato: il cetriolo inizia a brillare. Emette una luce giallastra, quasi arancione, dovuta agli ioni di sodio presenti nella soluzione salina che vengono eccitati dal passaggio di corrente elettrica. Lo stesso principio, tra l’altro, che fa funzionare le vecchie lampade al sodio usate nell’illuminazione stradale.

La scienza dietro i cetrioli che brillano

Questo esperimento con il cetriolo è diventato negli anni un classico nelle aule di fisica e chimica di mezzo mondo. Professori universitari, divulgatori scientifici e YouTuber lo ripropongono ciclicamente, ogni volta con lo stesso effetto sorpresa sul pubblico. Ed è proprio questo il bello: riesce a catturare l’attenzione anche di chi con la fisica non ha mai avuto un gran rapporto.

Il meccanismo è una forma di scarica elettrica attraverso un elettrolita naturale. Il cetriolo sottaceto funziona come una sorta di lampada improvvisata. La corrente alternata attraversa il vegetale, riscalda la salamoia al suo interno e provoca l’emissione di luce visibile. Non serve un laboratorio sofisticato, bastano materiali che si trovano in qualsiasi cucina. Ovviamente, va detto con una certa fermezza: replicare questo esperimento a casa senza le dovute precauzioni è pericoloso. Si lavora con la corrente di rete, quella da 220 volt, e il rischio di folgorazione è reale.

Perché questi esperimenti contano

Al netto del fattore spettacolo, c’è qualcosa di più profondo in gioco. Esperimenti come quello dei cetrioli sottaceto che si illuminano dimostrano quanto la divulgazione scientifica possa essere efficace quando abbandona il linguaggio astratto e si appoggia su qualcosa di tangibile, visivo, persino un po’ assurdo. Nessuno dimentica facilmente un cetriolo che brilla nel buio di un’aula. E spesso è proprio da quel momento di stupore che nasce la curiosità vera, quella che spinge a voler capire il perché delle cose.

La fisica non ha bisogno di essere noiosa per essere rigorosa. A volte basta un barattolo di cetrioli sottaceto per dimostrarlo.

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Far scorrere il tempo quantistico al contrario non è più solo un esercizio teorico. Un gruppo di ricercatori del Los Alamos National Laboratory ha sviluppato tecniche di controllo quantistico capaci di far sembrare che un sistema evolva a ritroso nel tempo, ribaltando quella che i fisici chiamano “freccia del tempo”. E come se non bastasse, lungo la strada hanno scoperto un modo inedito per estrarre energia dal processo di misurazione quantistica. Lo studio, pubblicato sulla rivista Physical Review X nel luglio 2026, potrebbe avere ricadute enormi su computer quantistici, batterie quantistiche e tecnologie che oggi sembrano ancora fantascienza.

Il punto di partenza è semplice, almeno a parole. Le leggi fondamentali della fisica, a livello microscopico, funzionano benissimo sia in avanti che all’indietro. Non hanno preferenze. Eppure nella vita quotidiana il tempo va in una sola direzione: il latte versato non torna nella tazza. Questo perché a livello macroscopico emerge una direzione preferenziale, la famosa freccia del tempo, legata all’aumento dell’entropia. A livello quantistico, però, le cose si fanno più interessanti. E manipolabili.

Come si inverte la freccia del tempo in un sistema quantistico

Nella fisica classica, osservare qualcosa non cambia granché. In meccanica quantistica, invece, misurare un sistema ne altera lo stato in modo casuale e irreversibile. È proprio questa irreversibilità a generare una freccia del tempo nei sistemi quantistici. Il team guidato dal fisico Luis Pedro García-Pintos ha trovato il modo di aggirare il problema combinando misurazioni con un sistema di feedback estremamente preciso.

In pratica, i ricercatori hanno progettato un cosiddetto Hamiltoniano di controllo: una sequenza calcolatissima di campi e impulsi che riproduce gli effetti delle misurazioni quantistiche. Inserito in un circuito di retroazione, questo Hamiltoniano può cancellare, amplificare o addirittura sovracorreggere le perturbazioni causate dalle misurazioni stesse. Il risultato? Il sistema segue traiettorie compatibili con un flusso temporale invertito. Non si sta “riavvolgendo” davvero il tempo, sia chiaro, ma il comportamento del sistema diventa indistinguibile da quello che ci si aspetterebbe se il tempo scorresse al contrario.

La cosa ricorda, e non a caso, il celebre esperimento mentale del demone di Maxwell. Quell’ipotetico osservatore del diciannovesimo secolo che separava particelle calde e fredde, sembrando violare il secondo principio della termodinamica. Il “demone quantistico” creato a Los Alamos fa qualcosa di analogo: sfrutta le informazioni sullo stato del sistema per produrre comportamenti termodinamicamente anomali, invertendo di fatto la freccia del tempo quantistico.

Energia dalle misurazioni: verso le batterie quantistiche

Ma la parte forse più sorprendente riguarda l’energia. Le nuove tecniche di controllo permettono di influenzare il flusso energetico dentro e fuori un sistema quantistico in un modo che prima non era possibile. Questo apre la strada a un motore a misurazione continua, capace di estrarre energia utile direttamente dal processo di osservazione. Le misurazioni quantistiche, in questo schema, diventano una risorsa termodinamica vera e propria. Energia che può alimentare altri processi quantistici o essere immagazzinata in una batteria quantistica.

I prossimi passi prevedono dimostrazioni sperimentali con qubit superconduttori, piattaforme che supportano feedback rapidissimo e rilevamento ad alta efficienza. Sono gli stessi sistemi già usati per implementare versioni quantistiche del demone di Maxwell, quindi il terreno è fertile. Il gruppo prevede anche di applicare queste tecniche alla preparazione di stati quantistici più precisi, un tassello fondamentale per rendere i computer quantistici più affidabili.

Quello che emerge da questo lavoro è che il tempo quantistico non è un binario a senso unico. Con gli strumenti giusti, la sua direzione diventa una variabile controllabile. E questo, per la fisica e per la tecnologia, cambia parecchie cose.

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Le onde magnetiche chiamate magnoni potrebbero cambiare radicalmente il futuro del quantum computing. Sembra fantascienza, eppure un gruppo internazionale di fisici guidato dall’Università di Vienna ha appena dimostrato che queste minuscole increspature di magnetizzazione possono vivere quasi 100 volte più a lungo di quanto si riteneva possibile. E questo apre scenari che fino a poco tempo fa nessuno avrebbe preso sul serio: computer quantistici grandi quanto una monetina da un centesimo.

I magnoni sono, in parole semplici, vibrazioni che si propagano all’interno di materiali magnetici solidi. Un po’ come le onde che si formano in uno stagno quando ci si lancia un sasso, ma su scala atomica. A differenza dei fotoni, che viaggiano nello spazio vuoto o nelle fibre ottiche, i magnoni restano confinati dentro il materiale. La cosa interessante è che le loro lunghezze d’onda possono ridursi fino a pochi nanometri, il che significa che circuiti basati su magnoni potrebbero stare tranquillamente su chip piccoli quanto quelli di uno smartphone. Fino a oggi, però, c’era un problema enorme: i magnoni morivano troppo in fretta. Poche centinaia di nanosecondi e sparivano, rendendo impossibile usarli per conservare o trasferire informazione quantistica in modo affidabile.

Come hanno risolto il problema della durata

Il team di ricerca, coordinato da Andrii Chumak, ha combinato due approcci. Primo: invece di generare magnoni uniformi tradizionali, hanno prodotto magnoni a lunghezza d’onda corta, che risultano naturalmente meno sensibili ai difetti microscopici sulla superficie dei cristalli. Secondo: hanno raffreddato sfere ultra pure di granato di ittrio e ferro (YIG) fino a 30 millikelvin, una temperatura appena sopra lo zero assoluto. A quel punto, i processi termici che normalmente distruggono i magnoni si bloccano quasi del tutto. Il risultato? La vita dei magnoni è passata da poche centinaia di nanosecondi a ben 18 microsecondi. Un salto enorme, che li rende paragonabili ai qubit superconduttori usati nei processori quantistici più avanzati di oggi.

Ma la scoperta forse più sorprendente riguarda cosa limita effettivamente la durata dei magnoni. Testando tre sfere di YIG con livelli diversi di purezza, i ricercatori hanno notato uno schema chiaro: più il cristallo è puro, più i magnoni sopravvivono. Anche il campione meno puro ha battuto tutti i record precedenti. Questo vuol dire che il limite non è una legge fisica invalicabile, ma dipende dalla qualità del materiale. E la qualità dei materiali si può migliorare con la tecnologia manifatturiera, senza dover attendere chissà quale rivoluzione teorica.

Perché tutto questo conta per il futuro

Con durate di vita che raggiungono i 18 microsecondi, i magnoni smettono di essere segnali effimeri e diventano potenziali dispositivi di memoria quantistica e canali di comunicazione a bassa perdita per spostare informazione quantistica all’interno di un chip. I ricercatori ipotizzano che i magnoni possano collegare centinaia di qubit attraverso un percorso condiviso, creando quel famoso “bus quantistico” che la comunità scientifica cerca da anni per scalare i computer quantistici del futuro.

C’è anche un altro aspetto che rende i magnoni particolarmente attraenti: interagiscono naturalmente con fononi, fotoni e altre quasiparticelle. Questo li trasforma in una sorta di traduttori universali, capaci di far dialogare tecnologie che normalmente non riescono a comunicare tra loro. Lo studio, pubblicato su Science Advances, si basa sugli esperimenti condotti da Rostyslav Serha durante il suo dottorato, con la collaborazione dell’Università del Colorado, Colorado Springs, e istituti di ricerca in Germania, Stati Uniti e Ucraina. Insomma, la strada verso computer quantistici ultra compatti è ancora lunga, ma queste onde magnetiche microscopiche sembrano aver trovato la chiave giusta per percorrerla.

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Il mondo della fisica delle particelle sta per vivere una svolta che potrebbe cambiare radicalmente la comprensione dell’universo. Il High-Luminosity LHC, l’aggiornamento più ambizioso mai pianificato per il celebre acceleratore di particelle del CERN di Ginevra, dovrebbe entrare in funzione nel 2030. E le aspettative sono enormi. Perché questa macchina potenziata potrebbe finalmente aiutare a risolvere alcuni dei misteri più profondi della fisica moderna, dal comportamento del bosone di Higgs alla natura sfuggente della materia oscura.

Ma facciamo un passo indietro. Il Large Hadron Collider originale ha già fatto la storia nel 2012, quando ha permesso la scoperta del bosone di Higgs, quella particella che conferisce massa alle altre particelle e che per decenni era rimasta una previsione teorica. Eppure, nonostante quel traguardo straordinario, restano tantissime domande senza risposta. Il Modello Standard della fisica, per quanto elegante, non riesce a spiegare tutto. E qui entra in gioco la versione potenziata dell’acceleratore.

Cosa cambierà davvero con il nuovo acceleratore

Il concetto chiave è racchiuso in quella parola: luminosità. In fisica delle particelle, la luminosità non ha nulla a che fare con la luce visibile. Indica piuttosto il numero di collisioni che l’acceleratore riesce a produrre in un dato intervallo di tempo. Più collisioni significano più dati. E più dati significano maggiori probabilità di osservare fenomeni rari, quelli che sfuggono quando il campione statistico è troppo piccolo.

Il High-Luminosity LHC promette di moltiplicare di un fattore dieci la capacità di raccolta dati rispetto alla versione attuale. Parliamo di miliardi e miliardi di collisioni tra protoni, un volume di informazioni che potrebbe far emergere segnali nascosti. Particelle mai osservate prima, comportamenti anomali del bosone di Higgs, tracce indirette di materia oscura. Tutto ciò che finora è rimasto nel territorio delle ipotesi potrebbe trovare conferma oppure essere definitivamente escluso.

Perché questa sfida è così importante per la scienza

La posta in gioco va ben oltre la fisica accademica. Capire la materia oscura, che costituisce circa il 27% dell’universo ma che nessuno ha mai rilevato direttamente, significherebbe riscrivere interi capitoli della cosmologia. Allo stesso modo, studiare con precisione estrema le proprietà del bosone di Higgs potrebbe rivelare crepe nel Modello Standard, aprendo la porta a nuove teorie sulla struttura fondamentale della realtà.

Il progetto richiede tecnologie superconduttive all’avanguardia, magneti di nuova generazione e una capacità di calcolo senza precedenti per analizzare la mole di dati prodotta. Il CERN sta lavorando con centinaia di istituzioni in tutto il mondo per rendere possibile questa impresa.

Non è esagerato dire che il High-Luminosity LHC rappresenta la scommessa più grande della fisica delle particelle per il prossimo decennio. Se tutto andrà come previsto, dal 2030 in poi la comunità scientifica avrà tra le mani uno strumento capace di rispondere a domande che accompagnano l’umanità da sempre. O quantomeno, di porne di nuove e ancora più affascinanti.

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Il mondo della fisica quantistica ha appena aggiunto un capitolo piuttosto sorprendente. Un gruppo di ricercatori dell’Università di Innsbruck, in collaborazione con il fisico teorico Alvise Bastianello del CNRS e dell’Université Paris-Dauphine, è riuscito a creare in laboratorio un bizzarro stato della materia chiamato fractional Fermi sea. Lo studio, pubblicato su Physical Review Letters alla fine di giugno 2026, descrive come atomi ultrafreddi di cesio possano essere spinti in una configurazione quantistica del tutto inedita, dove le particelle si organizzano in modi che nessuna teoria consolidata aveva previsto.

Per capire la portata della cosa, vale la pena fare un passo indietro. A temperature bassissime, le particelle quantistiche seguono regole molto rigide. I fermioni, per esempio, si impilano ordinatamente negli stati energetici disponibili formando quello che viene chiamato “mare di Fermi”. È un concetto fondamentale, uno di quei pilastri su cui si regge buona parte della comprensione dei sistemi quantistici a bassa temperatura. Quello che il gruppo di Hanns-Christoph Nägerl ha fatto è stato prendere questo pilastro e, in sostanza, piegarlo. Confinando atomi di cesio in una dimensione e facendoli oscillare ripetutamente tra interazioni fortemente repulsive e fortemente attrattive, i ricercatori hanno ottenuto qualcosa di notevole: gli atomi non si sono semplicemente scaldati o disordinati, ma si sono riorganizzati in uno stato eccitato eppure straordinariamente ordinato. Da qui il nome fractional Fermi sea, perché le particelle sembrano obbedire a una regola di occupazione ridotta rispetto al normale.

Ordine nascosto e una fase critica mai osservata prima

La parte davvero affascinante riguarda le proprietà di questo stato. Le correlazioni matematiche tra le particelle mostrano oscillazioni pronunciate, note come oscillazioni di Friedel, insieme a un comportamento di decadimento peculiare che si manifesta a tutti i livelli di interazione repulsiva. Il punto chiave è che queste caratteristiche non rientrano in quelle previste dalla teoria dei liquidi di Tomonaga-Luttinger, che per decenni è stata il riferimento standard per descrivere la materia quantistica unidimensionale. Come ha spiegato Nägerl stesso, lo stato è altamente eccitato ma non è affatto casuale: possiede un ordine nascosto che diventa visibile solo analizzando le correlazioni. Ha anche aggiunto, con una punta di ironia, che non è ancora chiaro come chiamare le nuove quasiparticelle che emergono da questo stato, suggerendo scherzosamente il termine “super fermioni”.

Yi Zeng, primo autore dello studio, ha sottolineato come il ciclo di interazione non produca semplice riscaldamento ma una vera e propria riorganizzazione degli atomi in un nuovo stato quantistico a molti corpi. Questo apre la strada a esplorazioni della materia quantistica ben oltre i paradigmi di equilibrio tradizionali.

Cosa significa per il futuro della simulazione quantistica

Queste firme così distintive indicano la presenza di una fase critica della materia completamente nuova ed esotica. La scoperta del fractional Fermi sea non è solo un esercizio teorico elegante: rappresenta un percorso inedito per indagare comportamenti quantistici universali utilizzando simulatori ad atomi freddi. Nägerl lo ha detto in modo piuttosto diretto: questa scoperta dimostra fino a dove si può spingere la simulazione quantistica, non limitandosi a riprodurre modelli già noti ma creando e sondando stati che vanno oltre i paradigmi consolidati. Un secondo articolo, che descrive la realizzazione sperimentale del fractional Fermi sea attraverso simulazione quantistica, è attualmente in fase di revisione. Se confermato, potrebbe consolidare ulteriormente l’idea che stiamo entrando in un territorio della fisica dove le sorprese sono tutt’altro che finite.

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Sulla Stazione Spaziale Internazionale sta succedendo qualcosa di davvero straordinario. Il Cold Atom Lab della NASA, appena potenziato con un nuovo aggiornamento, è tornato operativo e sta producendo una delle forme di materia più bizzarre che la fisica conosca. Parliamo di atomi raffreddati a temperature vicine allo zero assoluto, che in quelle condizioni estreme smettono di comportarsi come particelle e iniziano a fare cose francamente assurde: si sovrappongono, si attraversano, diventano onde. Roba che nella vita quotidiana non ha il minimo senso, eppure è reale.

Il Cold Atom Lab ha le dimensioni di un piccolo frigorifero ed è controllato da Terra, dal Jet Propulsion Laboratory della NASA in California. Al suo interno, atomi di rubidio o potassio vengono prima riscaldati fino a 400 gradi centigradi per creare un gas, e poi raffreddati grazie a laser calibrati con estrema precisione. Il risultato? Temperature che scendono sotto i meno 273 gradi Celsius. A quel punto gli atomi si fondono in uno stato della materia chiamato condensato di Bose-Einstein, considerato il quinto stato della materia dopo solidi, liquidi, gas e plasma. Una specie di super onda quantistica, molto più grande di un singolo atomo, ma che obbedisce ancora alle leggi del mondo subatomico.

Perché fare questi esperimenti nello spazio

La domanda è legittima: perché non farlo sulla Terra? La risposta sta nella microgravità. Nello spazio, le onde di materia quantistica possono espandersi molto più di quanto sia possibile nei laboratori terrestri. Possono essere osservate più a lungo, raffreddate a temperature ancora più basse e lasciate interagire con la gravità in modi impossibili da replicare quaggiù. Gli ingegneri hanno compresso quello che normalmente sarebbe un laboratorio di fisica atomica grande quanto una stanza in un sistema compatto che entra in un rack della stazione.

Jason Williams, scienziato del progetto al JPL, ha spiegato che alle temperature più fredde la materia si comporta in modo radicalmente diverso da qualsiasi cosa conosciamo nella vita di tutti i giorni. La natura ondulatoria prende il sopravvento e permette misurazioni di una precisione incredibile su tempo, gravità e movimento. Con l’ultimo aggiornamento, il Cold Atom Lab ha guadagnato strumenti ancora più potenti per esplorare la natura dell’universo.

Il nuovo aggiornamento e le prospettive future

L’upgrade più recente è arrivato sulla stazione l’11 aprile 2026 ed è il quarto importante potenziamento dal 2018, anno in cui il Cold Atom Lab è stato installato. Tra le novità più rilevanti c’è una trappola magnetica ridisegnata, capace di modificare la forma delle nuvole di gas quantistico, aprendo scenari di ricerca completamente nuovi. Sono state introdotte anche sorgenti metalliche riprogettate per generare le nuvole di atomi utilizzate negli esperimenti.

Attualmente cinque team di ricerca internazionali stanno usando il laboratorio per studiare la fisica fondamentale. Ma la posta in gioco va oltre la scienza pura. Questo laboratorio orbitante è anche un banco di prova per strumenti quantistici che un giorno potrebbero servire per missioni di esplorazione spaziale, navigazione di precisione e persino per il monitoraggio gravitazionale della Terra e della Luna. Ethan Elliott, vice scienziato del progetto, ha parlato di una vera e propria rivoluzione quantistica 2.0: se la prima ha portato ai laser, ai cellulari e alle risonanze magnetiche, questa seconda fase potrebbe generare progressi tecnologici altrettanto trasformativi. Il fatto che tutto questo avvenga in orbita, dentro una scatola grande quanto un frigorifero, rende il tutto ancora più impressionante.

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Una nuova teoria chiamata memoria cosmica sta facendo discutere la comunità scientifica internazionale. L’idea, sviluppata da un gruppo di ricercatori dell’Università di Leida, parte da un presupposto tanto semplice quanto rivoluzionario: l’universo non si limita a evolversi, ma registra tutto ciò che accade. Ogni evento, ogni interazione tra particelle, ogni forza che attraversa lo spaziotempo lascerebbe una traccia permanente, un’impronta quantistica conservata nel tessuto stesso della realtà. Se confermata, questa intuizione potrebbe aiutare a risolvere alcuni dei misteri più ostinati della fisica contemporanea, dalla materia oscura all’energia oscura, passando per i buchi neri.

Il framework si chiama quantum memory matrix (QMM) e poggia su un’idea ben precisa: lo spaziotempo non è liscio e continuo come ci piace immaginarlo, ma composto da minuscole “celle” discrete, ognuna capace di immagazzinare informazioni quantistiche. Ogni volta che una particella attraversa una di queste celle, o che una forza vi agisce, lo stato quantistico locale cambia leggermente. L’universo, in pratica, funzionerebbe come un gigantesco archivio cosmico.

Dal paradosso dei buchi neri alla materia oscura

Il punto di partenza è stato il famoso paradosso dell’informazione dei buchi neri. Secondo la relatività generale, tutto ciò che cade in un buco nero sparisce per sempre. Secondo la meccanica quantistica, invece, l’informazione non può essere distrutta. Un bel problema. La memoria cosmica offre una via d’uscita elegante: mentre la materia precipita nel buco nero, le celle di spaziotempo circostanti ne registrano l’impronta. Quando il buco nero evapora, quell’informazione non è perduta. Era già stata scritta nella memoria dello spaziotempo.

Ma la cosa davvero interessante è che il modello non si ferma alla gravità. I ricercatori hanno esteso il framework anche alle forze nucleari forte e debole, e persino all’elettromagnetismo. Tutto lascia tracce. E qui arrivano le conseguenze più spettacolari: gli ammassi di impronte quantistiche, secondo i calcoli, si comportano esattamente come la materia oscura. Si aggregano sotto l’effetto della gravità e spiegano il moto anomalo delle galassie senza bisogno di postulare particelle esotiche mai osservate. Quanto all’energia oscura, quando le celle di spaziotempo raggiungono la saturazione informativa, generano un’energia residua che ha la stessa forma matematica della costante cosmologica, quella forza misteriosa che sta accelerando l’espansione dell’universo.

Un universo ciclico e le prime verifiche sperimentali

Se lo spaziotempo ha una memoria finita, cosa succede quando si riempie del tutto? Secondo l’ultimo studio del gruppo, accettato per la pubblicazione sul Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, la risposta è un universo ciclico. Ogni ciclo di espansione e contrazione deposita entropia nel registro cosmico. Quando la capacità informativa viene raggiunta, l’universo non collassa in una singolarità ma “rimbalza”, dando il via a un nuovo ciclo. I calcoli suggeriscono che siamo già al terzo o quarto ciclo, con meno di dieci ancora da percorrere. L’età informativa reale del cosmo sarebbe quindi di circa 62 miliardi di anni, non i 13,8 miliardi del ciclo attuale.

E non si tratta solo di speculazione teorica. Parti del modello QMM sono già state testate su computer quantistici reali, trattando i qubit come piccole celle di spaziotempo. I protocolli di impronta e recupero hanno restituito gli stati quantistici originali con un’accuratezza superiore al 90%. Un risultato che, oltre a validare parzialmente la teoria, potrebbe avere ricadute pratiche nella riduzione degli errori logici dei computer quantistici. Che la memoria cosmica si riveli la risposta definitiva o solo un tassello del puzzle, una cosa è certa: l’idea che l’universo sia anche memoria, e che ogni istante della storia cosmica sia ancora scritto da qualche parte, è una di quelle possibilità che cambiano il modo di guardare tutto quanto.

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Gli stormi di uccelli hanno sempre affascinato scienziati e curiosi, ma ora un gruppo di fisici ha trovato il modo di spiegare qualcosa che sembrava impossibile: come fanno questi sistemi collettivi a “violare” la terza legge di Newton? La risposta arriva da Dresda e coinvolge un’idea tanto elegante quanto sorprendente, quella di creare partner immaginari per ogni elemento del sistema.

Partiamo da un fatto semplice. Quando un uccello vola in uno stormo, presta attenzione solo a chi gli sta accanto o davanti. Non si cura di chi vola dietro. Questo comportamento crea un problema teorico enorme, perché la terza legge di Newton dice che ad ogni azione corrisponde una reazione uguale e contraria. È il principio che permette di correre (i piedi spingono il terreno, il terreno spinge indietro), di remare, di far volare un palloncino quando l’aria esce dalla sua apertura. Per oltre 300 anni, questo principio è stato uno dei pilastri della fisica classica. Ma gli stormi di uccelli, gli sciami di batteri, le folle di persone e persino i gruppi di cellule nei tessuti viventi sembrano raccontare una storia diversa. In questi sistemi, le interazioni non reciproche fanno sì che azione e reazione non siano più bilanciate.

L’uccello immaginario che risolve tutto

Il team guidato da Marín Bukov e Roderich Moessner, nell’ambito del Cluster di Eccellenza ct.qmat di Dresda, ha sviluppato una teoria che permette di descrivere e simulare con precisione questi sistemi apparentemente ribelli. Il trucco è tanto geniale quanto controintuitivo: per ogni componente reale del sistema viene costruito un partner fittizio, una sorta di variabile matematica che non esiste in natura ma che trasforma le interazioni a senso unico in qualcosa di analizzabile con gli strumenti tradizionali.

Nel caso pratico degli stormi di uccelli, funziona così: davanti a ogni uccello reale viene collocato un uccello immaginario, orientato nella direzione opposta. Questo espediente matematico consente di trattare il sistema come se fosse reciproco, anche quando non lo è affatto. Come spiega il biofisico Ricard Alert, le interazioni non reciproche originali vengono sostituite da interazioni reciproche con questi gradi di libertà ausiliari.

La cosa notevole è che usare variabili ausiliarie non è una novità in fisica. La vera innovazione sta nell’applicarle ai sistemi con interazioni non reciproche, aprendo la porta a simulazioni molto più accurate di fenomeni biologici complessi, dal comportamento delle folle al movimento collettivo degli animali.

Verso nuove frontiere della fisica quantistica

I risultati, pubblicati sulla rivista Nature Physics nel giugno 2026, non si limitano a risolvere un problema teorico annoso. Aprono scenari del tutto nuovi. Moessner, direttore dell’Istituto Max Planck per la Fisica dei Sistemi Complessi, ha sottolineato come la domanda più eccitante riguardi ora la materia quantistica: queste eccezioni alla terza legge di Newton potrebbero dare origine a forme completamente inedite di comportamento quantistico collettivo? È un territorio in gran parte inesplorato.

Quello che fino a ieri sembrava un paradosso, uno stormo che sfida le leggi della fisica, oggi diventa una chiave per comprendere fenomeni che vanno ben oltre il volo degli uccelli. E la cosa più affascinante, come spesso accade nella scienza, è che la soluzione era nascosta in qualcosa che non esiste: un uccello che nessuno potrà mai vedere.

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Sepolto a 700 metri sotto la superficie terrestre nella Cina meridionale, il gigantesco osservatorio JUNO ha appena consegnato alla comunità scientifica il suo primo risultato di peso. E che risultato. Con appena 59 giorni di dati raccolti tra agosto e novembre 2025, la collaborazione internazionale guidata dall’Istituto di Fisica delle Alte Energie dell’Accademia Cinese delle Scienze ha ottenuto misurazioni dei parametri di oscillazione dei neutrini talmente precise da migliorare di un fattore 1,6 tutto quello che decenni di esperimenti precedenti erano riusciti a produrre messi insieme. Il 10 giugno 2026, la rivista Nature ha pubblicato questi risultati come articolo di copertina, sancendo l’ingresso ufficiale di JUNO nell’élite della fisica delle particelle.

Ma perché tanto entusiasmo per delle particelle che, diciamolo, la stragrande maggioranza delle persone non ha mai sentito nominare? I neutrini sono tra gli oggetti più sfuggenti dell’universo conosciuto. Non hanno carica elettrica, possiedono una massa quasi impercettibile e interagiscono con la materia in modo talmente debole che miliardi di essi attraversano il corpo umano ogni secondo senza lasciare la minima traccia. Proprio questa loro natura elusiva li rende fondamentali per capire come funziona la materia a livello più profondo. E soprattutto, c’è una domanda che tiene svegli i fisici teorici da anni: qual è la vera gerarchia di massa dei neutrini? È esattamente questa la sfida principale che l’osservatorio JUNO è stato costruito per affrontare.

Un rivelatore colossale progettato per catturare l’invisibile

Al cuore dell’esperimento c’è un rivelatore a scintillatore liquido con una massa effettiva di 20.000 tonnellate, immerso in una piscina d’acqua profonda 44 metri. Una struttura in acciaio inossidabile dal diametro di oltre 41 metri sostiene una sfera in acrilico di 35,4 metri, al cui interno lavorano in sincrono 20.000 fotomoltiplicatori da 20 pollici e 25.600 da 3 pollici. Quando un neutrino interagisce con lo scintillatore, produce un lampo di luce debolissimo. I fotomoltiplicatori catturano quel lampo e lo convertono in segnali elettrici analizzabili dai ricercatori. È attraverso la misurazione precisa dell’energia di queste interazioni che JUNO riesce a determinare i parametri chiave delle oscillazioni dei neutrini.

Il revisore della pubblicazione su Nature non ha usato mezzi termini: questi risultati «stabiliscono JUNO come protagonista nell’era della precisione nella fisica delle oscillazioni dei neutrini». Anche il commento apparso nella sezione News & Views della stessa rivista sottolinea come questa prima analisi rafforzi la fiducia nella capacità del rivelatore di determinare l’ordinamento di massa. Arthur McDonald, premio Nobel per la Fisica nel 2015, ha confermato che l’esperimento ha raggiunto i suoi obiettivi progettuali in termini di radiopurezza, risoluzione energetica e stabilità.

Cosa aspettarsi nei prossimi mesi

L’osservatorio JUNO funziona ormai senza interruzioni da nove mesi. Oltre all’obiettivo primario sulla gerarchia di massa, l’esperimento punta a misurare tre dei sei parametri di mescolamento dei neutrini con una precisione inferiore all’1%, e a studiare neutrini provenienti da supernove, dall’interno della Terra, dal Sole e dall’atmosfera. I ricercatori prevedono di rilasciare una serie di nuovi risultati scientifici a partire da questa estate. Se il primo assaggio è stato così promettente, c’è motivo di pensare che le prossime scoperte dell’osservatorio JUNO possano riscrivere qualche pagina dei manuali di fisica delle particelle.

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