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Prima misura della forza di van der Waals tra due atomi

Un'ampia collaborazione internazionale ha dimostrato sperimentalmente la possibilità di determinare la forza di Van der Waals tra coppie di atomi di gas nobili in funzione della loro distanza. Chiediamo un commento a Nicola Manini del nostro Dipartimento.

Le forze di Van der Waals sono state finora determinate in maniera indiretta mediante esperimenti di collisioni atomo-atomo nel vuoto, oppure valutate mediante calcoli teorici della polarizzabilità dei due atomi. In questo esperimento si è invece utilitilizzato il microscopio a forza atomica e la dissipazione per valutare tali forze direttamente. Per farlo è stato necessario intrappolare i due atomi in opportune "gabbie atomiche" da cui potevano sporgere il minimo necessario, e sottrarre le interazioni tra la tutti gli atomi costituenti le gabbie e le superfici intorno in modo da evidenziare il solo contributo della coppia di atomi in questione.

La determinazione del profilo di forza in funzione della distanza è comunque influenzata da perturbazioni alla distribuzione di carica degli atomi stessi di gas nobili dovute all'intrappolamento. In concreto queste misure
forniscono risultati significativamente diversi da quelli ottenuti per via indiretta mediante collisioni nel vuoto. La tecnica è comunque interessante, perché apre la strada all'investigazione di interazioni tra atomi e/o molecole qualsiasi, con un buon controllo della posizione reciproca, dove esperimenti di collisioni rischiano di risultare impraticabili.

Per la sua parte europea (largamente predominante), la collaborazione che ha portato a questi eccitanti risultati è stata promossa dal network "Understanding and Controlling Nano and Mesoscale Friction" coordinato dal prof. N. Manini del nostro Dipartimento e supportata dal finanziamento dell'Unione Europea tramite un'Azione COST (id. MP1303).

Per approfondimenti:
la ricerca pubblicata su Nature Communications

23 maggio 2016
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