Sensori Quantistici

In questa newsletter scrivo degli ultimissimi investimenti e delle ultimissime novità per quanto riguarda la tecnologia ovvero dei sensori quantistici, cosa sono ed a cosa serviranno.

Troviamo un articolo, della scorsa settimana, sulla prima pagina di Milano Finanza riguardo l’installazione di 5 Gigawatt di energie rinnovabili nel nostro paese.

Teniamo conto che in questo momento in Italia ci sono richieste di installazione di fonti rinnovabili per 340 GW quando il nostro obiettivo al 2030 è tra i 60 e gli 80.

Se installassimo un quarto di quello che è stato richiesto come permesso di installazione dalle imprese italiane, avremo raggiunto gli obiettivi del 2030. A volte c’è una distanza abissale tra la politica che viaggia su certi temi molto lentamente e dall’altro lato le imprese che viaggiano sulle “astronavi”.

Tornando ai sensori quantistici, si tratta di un argomento che viene definito seconda rivoluzione quantistica.

La prima è quella che ci permette di fare quello che facciamo in questo momento grazie diciamo alle leggi che sono state scoperte ad inizio 900 ovvero la famosa meccanica quantistica con la quale facciamo funzionare il computer, le risonanze magnetiche, i laser quindi facciamo funzionare di fatto, quasi tutta elettronica.

Eppure, questa prima rivoluzione quantistica ha appena grattato la superficie di ciò che si può fare con le tecnologie quantistiche.

La prima rivoluzione quantistica ha comunque utilizzato, per esempio, le correnti elettriche costituite da miliardi di particelle che si muovono, mentre, la seconda rivoluzione quantistica è quella che ci aiuta e ci insegna ad utilizzare singole particelle che hanno delle proprietà assolutamente sorprendenti.

Questa prima immagine è una rappresentazione simbolica di un atomo e dei suoi elettroni che gli girano intorno. Normalmente la sensibilità che ha qualunque oggetto con ciò che gli sta attorno è in qualche modo limitata.

Una singola particella ha una sensibilità straordinaria per tutto ciò che gli accade attorno, per esempio, uno di questi elettroni, se gli passasse vicino a qualche metro magari una biglia, impazzirebbe e reagirebbe quindi riuscire ad utilizzare questa sensibilità che si scopre che c’è nel micromondo, consente di creare una nuova generazione di sensori che consentono di fare cose straordinarie.

Vediamo nella prossima immagine alcuni di questi sensori quantistici: in alto a sinistra è un sensore per il campo magnetico utilizzato originalmente per studiare il campo magnetico terrestre dallo spazio oggi lo stesso sensore può essere utilizzato per misurare per esempio i debolissimi campi magnetici che produce il nostro cervello oppure che produce il nostro cuore cosa che ci consente per esempio di scoprire con grande anticipo alcune malattie o fenomeni di degenerazione che possono essere in corso.

In basso a sinistra è un sensore di radiazione, quello sulla destra è un sensore invece elettrico o magnetico mentre al centro vediamo un sensore gravitazionale.

È stato scoperto all’inizio del secolo scorso, sempre da Einstein, che gli orologi rallentano quando si avvicinano ad una massa, anche la massa terrestre li fa rallentare.

L’orologio che si trova sulla pianura va un po’ più lento di un orologio che si trova in montagna la differenza è assolutamente minima e assolutamente impercettibile nella vita e difficilissima da misurare anche con gli strumenti, inoltre, stanno arrivando dei sensori quantistici che di fatto sono degli orologi estremamente precisi che ti consentono di riconoscere se un oggetto è stato sollevato anche solo di mezzo centimetro perché ha cambiato leggermente la velocità.

Questi orologi consentono di realizzare dei sensori gravitazionali, cosa si può fare con un sensore gravitazionale? Si può vedere per esempio che cosa c’è sottoterra ed è possibile capire se c’è un materiale o un giacimento di ferro perché avrà una gravità appena leggermente superiore a quella che ci sarebbe normalmente.

Esistono tanti di questi sensori anche se prevalentemente si parla di campi magnetici, campi elettrici di gravità e poi di movimento, sappiamo che il nostro cellulare se lo giriamo, sente le accelerazioni e capisce che abbiamo girato lo schermo oppure conta i nostri passi.

Si può avere un livello di precisione tale per cui senza GPS, con un sensore di movimento di questo genere, potremmo sapere sempre dove ci troviamo sulla terra. Quindi basta sapere da che punto siamo partiti e poi tenendo conto di tutte le accelerazioni che abbiamo fatto, costruiamo una mappa esatta dei nostri movimenti e riusciamo a capire dove ci troviamo.

Questa tecnologia viene usata per ragioni militari dai sottomarini che non possono utilizzare il GPS ma probabilmente tra qualche tempo sarà a disposizione di tutti noi.

Quindi nuovi sensori che consentiranno applicazioni biomediche, nuovi sensori che consentiranno di identificare tracce di sostanze anche piccolissime concentrazioni nel cibo quant’altro, in navigazione, mappe di gravità e quant’altro. Alla prossima.