Un team internazionale di ricercatori, di cui fa parte anche il prof. Luigi Amico, (DFA UniCT, INFN Sez. Catania e TII, Abu Dhabi) ha previsto e poi osservato un nuovo fenomeno quantistico nelle giunzioni Josephson atomiche, sistemi al centro dell’attenzione della comunità scientifica internazionale dopo il Premio Nobel per la Fisica 2025.
Il team ha iniettato per la prima volta una corrente alternata in una giunzione Josephson formata da atomi raffreddati a temperature prossime allo zero assoluto, dimostrando che un effetto noto nella fisica dei circuiti superconduttori – i cosiddetti “Shapiro steps” – si manifestano anche in un circuito atomtronico, ossia nella versione “atomica” di un circuito superconduttivo composto da una giunzione Josephson e da un generatore di corrente alternata.
La previsione teorica, formulata dal gruppo del Prof. Amico (Singh et al Phys. Rev.Lett. 2024), è stata verificata sperimentalmente grazie alla collaborazione con il Laboratorio Europeo di Spettroscopia Nonlineare (LENS) di Firenze e l’Università di Kaiserslautern in Germania. Gli esperimenti hanno permesso di osservare per la prima volta gli “Shapiro steps” in giunzioni Josephson atomiche, sia con atomi bosonici sia con atomi fermionici, confermando in modo diretto le previsioni teoriche. I risultati sono stati pubblicati su Science in due articoli “back-to-back” (nello stesso numero della rivista), di cui il Prof. Amico è ancora coautore (Del Pace et al. Science 1125, 2025, Bernard et al. Science 1130 2025).
Il Prof. L. Amico che è anche responsabile locale della Iniziativa specifica INFN “Quantum’, ha commentato che “In questo primo circuito atomtronico in AC, è stato possibile monitorare microscopicamente il fenomeno di sincronizzazione fra coerenza macroscopica quantistica e segnale esterno. Questo settore ha grandi potenzialità per le tecnologie quantistiche del futuro per lo sviluppo di nuovi dispositivi quantistici e sensori ad altissima sensibilità”.
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