I "wormhole": dalla cosmologia al laboratorio

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La Relatività Generale prevede l'esistenza di soluzioni delle equazioni di Einstein dette ponti di Einstein-Rosen o cunicoli spazio-temporali. Tali oggetti sono comunemente
detti wormhole
(letteralmente "buchi scavati da un verme") e sono ipotetiche strutture topologiche dello spazio-tempo. Concettualmente, possono essere visti anche
come "scorciatoie" tra punti lontani dell'universo. La loro esistenza permetterebbe di viaggiare più velocemente della luce. In altre parole essi sono gallerie gravitazionali,
che possiedono almeno due estremità, connesse da un cunicolo. La materia e l'informazione potrebbero quindi viaggiare da un estremo all' altro senza violare i
principi di conservazione.

In un recente studio, condotto da Salvatore Capozziello, del Dipartimento di Fisica "E. Pancini" dell'Università di Napoli Federico II, in collaborazione con altri studiosi
stranieri, è emersa la possibilità di creare strutture analoghe ai wormhole tramite sistemi a stato solido. In questo lavoro, si propone un approccio di "gravità analoga" che produce modifiche alla Relatività Generale, con effetti misurabili in eterostrutture di grafene (si veda la figura). Specificamente, i difetti nel grafene inducono delle densità di corrente di elettroni liberi interpretabili come effetti di "curvatura".
Senza elettroni liberi, la struttura risulta altamente simmetrica e a corrente nulla. Se drogata con impurezze, si generano correnti spontanee entranti o uscenti dal wormhole a
seconda della valenza e del numero di atomi del drogaggio. Il modello ha il pregio di fornire netti criteri previsionali per controllare gli effetti misurabili dovuti alla struttura
del wormhole. Questo apre interessanti prospettive verso l'ingegnerizzazione di dispositivi nanostrutturati in collaborazione con il gruppo di ricerca di Francesco Tafuri
del Dipartimento di Fisica "E. Pancini" dell'Università di Napoli Federico II.

Questi esperimenti e i loro dimostratori, che costituiscono un indotto hi-tech d'avanguardia, alimentano le sinergie tra ricerca fondamentale ed applicata, tra astrofisica e fisica della materia condensata, tra scienza dei materiali e nanotecnologie.


Redazione

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