L'argomento di questo articolo è di livello veramente complesso e si riferisce a una delle ricerche più d'avanguardia della Meccanica Quantistica (MQ). Basterebbe dire che permette di ottenere un sistema quantistico macroscopico che, in qualche modo, si potrebbe "toccare". Ciò che ho cercato di fare è di semplificare al massimo la trattazione, in modo da renderla comprensibile a chiunque abbia anche solo un'infarinatura di MQ. In realtà avevo già accennato al Condensato Di Bose-Einstein (CBE) in un paio di articoli (QUI, QUI), ma oggi cercherò di andare leggermente più a fondo.

L'idea di affrontare questo argomento, anche se in maniera oltremodo banalizzata, mi è venuta guardando un film di levatura non certo alta, ma che ha sfruttato in qualche modo un ramo della MQ non conosciuto da molti. Il film parla di strani "alieni" costruiti dalla solita Nazione straniera "cattiva" che sembrano inarrestabili. Questi alieni sono formati di materia sotto forma del suo quinto stato della materia, il CBE, appunto. Ma andiamo con calma...

Abbiamo già conosciuto le particelle elementari della materia e loro suddivisioni. Sappiamo anche che esistono particelle fondamentali, come i protoni e i neutroni, che sono particelle composte da tre quark ciascuno. Tuttavia, le particelle, sia elementari che non, possono essere inserite in due gruppi diversi a seconda del loro "spin", quel qualcosa che sembra un momento angolare ma che non lo è, essendo una caratteristica intrinseca della particella. Sulla base dello spin  le particelle si possono dividere in due grandi gruppi: fermioni e bosoni. I primi hanno spin frazionario, i secondi spin intero. Non spaventiamoci se la descrizione di spin è alquanto difficile: consideriamola una caratteristica come la massa. Questa suddivisione mischia molto le carte della tabella delle particelle elementari del modello standard. Sono infatti fermioni gli elettroni, ma anche nuclei atomici. Così come sono bosoni i fotoni, ma anche alcuni atomi. Tutto dipende dal numero di spin. In parole povere, lo spin finale è la somma degli spin delle particelle elementari, per cui le combinazioni sono molto varie.

Questa è una suddivisione che si ripercuote sul comportamento delle particelle in questione, in particolare sull'obbedienza al principio di esclusione di Pauli.

Detto in poche parole, i fermioni amano lo spazio libero e i loro "posti a sedere" nella struttura atomica sono estremamente limitati. Come dice Pauli due elettroni UGUALI non possono occupare lo stesso orbitale atomico. Se ne possono trovare due solo se essi hanno spin invertito. Se ne esistono già due di questo tipo, il terzo incomodo è obbligato (o preferisce, come volete voi) sistemarsi in un livello energetico più alto.

I bosoni, invece, amano socializzare tra loro e possono ammucchiarsi nei livelli energetici più bassi di una certa struttura. Per essi non vale Pauli e possono tranquillamente stringersi sempre di più. Non solo, però, essi tendono anche ad allineare i loro spin. Detto in altre parole essi tendono a essere tutti uguali tra loro, come fossero un'UNICA particella.

Le condizioni perché questo avvenga, però, devono essere particolari. I bosoni devono rimanere fermi l'uno rispetto agli altri e, quindi, è necessario che i loro movimenti relativi si annullino. Per ottenere ciò è necessario abbassare la temperatura (guai se provenisse una qualche energia dall'esterno: lo schema perfetto verrebbe meno). Studiati da Bose, con l'aiuto prezioso del solito Einstein, questa condizione ha dovuto aspettare parecchi decenni per potere essere verificata in laboratorio negli anni '90, quando si è raggiunta la temperatura di 1.7 10-t Kelvin (praticamente lo zero assoluto) e si è ottenuto il primo CBE composto di atomi di Rubidio.

Cosa si è ottenuto, in pratica? Un sistema macroscopico che si comporta come un sistema singolo, soggetto alle leggi quantistiche. Non solo un nuovo stato della materia, ma molto di più. Recentemente si è anche ottenuto il condensato a temperatura più alta attraverso speciali schermature elettromagnetiche. Le applicazioni sono moltissime e una tra tutte è quella di riuscire a ottenere un fascio laser di atomi e non solo di fotoni. Sbaglio se intravedo in questo futuro una possibile arma micidiale?

Ed eccoci, allora, arrivati al nostro film del 2016: Spectral.

La materia che compone un corpo umano viene trasformata in condensato di Bose-Einstein e viene lasciata libera di agire, governata sempre dal cervello rinchiuso in una speciale "trappola". Materia dalla forma umana che necessita di una temperatura bassissima. Immaginiamola come un fascio laser atomico che congela immediatamente tutto ciò che tocca. L'arma che li sconfigge è, ovviamente, basata sulla distruzione delle condizioni di esistenza del  CBE.

Lo so, lo so... pura fantascienza che nasconde la maggior parte della problematica reale. Tuttavia, devo dire che non mi aspettavo da un film di serie B uno spunto così stimolante. Speriamo che resti solo un film... le armi convenzionali sono già più che sufficienti al giorno d'oggi e non si fermano nemmeno davanti ai disastri naturali. Ma, chiediamocelo: "Questo "homo" è davvero sapiens?".