Un team di ricercatori dell'Università di Hiroshima ha compiuto un passo avanti significativo nella comprensione dei misteri dell'universo, sviluppando un metodo innovativo e altamente sensibile per rilevare l'effetto Unruh. Questa scoperta, pubblicata su *Physical Review Letters* il 23 luglio 2025, si posiziona all'intersezione tra la relatività generale e la teoria quantistica, aprendo scenari inediti per l'esplorazione della fisica fondamentale e lo sviluppo di tecnologie all'avanguardia.
L'effetto Unruh, teorizzato per la prima volta da William Unruh nel 1976, postula che un osservatore in uno stato di accelerazione uniforme percepisca il vuoto quantistico come un bagno termico, una sorta di "calore quantistico". Questa predizione rappresenta un ponte concettuale cruciale tra la relatività di Einstein e la meccanica quantistica, ma la sua verifica sperimentale è stata storicamente ostacolata dalla necessità di accelerazioni estremamente elevate, inaccessibili con le tecnologie attuali.
Per superare questo ostacolo, il gruppo di ricerca giapponese ha ideato un approccio sperimentale pionieristico che sfrutta il moto circolare di coppie metastabili di fluxon-antifluxon all'interno di giunzioni Josephson anulari accoppiate. I progressi nella microfabbricazione di superconduttori hanno permesso la creazione di circuiti con raggi estremamente ridotti, capaci di generare accelerazioni efficaci tali da produrre una temperatura Unruh di pochi kelvin, sufficientemente alta per essere rilevata con le tecnologie odierne.
Il meccanismo proposto si basa sull'idea che il "calore quantistico" indotto dall'accelerazione circolare provochi fluttuazioni che portano alla scissione delle coppie metastabili di fluxon-antifluxon. Questo evento di scissione si manifesta come un chiaro salto di tensione macroscopico attraverso il circuito superconduttore, offrendo una firma diretta e misurabile della presenza dell'effetto Unruh. L'analisi statistica della distribuzione di questi salti di tensione consentirà ai ricercatori di misurare con elevata precisione la temperatura Unruh.
Il team di Hiroshima intende ora approfondire l'analisi dei processi di decadimento delle coppie fluxon-antifluxon, esplorando anche il ruolo del tunneling quantistico macroscopico. Una comprensione dettagliata di questi meccanismi di decadimento è fondamentale per affinare ulteriormente la rilevazione sperimentale dell'effetto Unruh. Oltre alla immediata verifica dell'effetto, i ricercatori mirano a indagare le potenziali connessioni tra questo fenomeno e altri campi quantistici accoppiati al loro rivelatore, con l'auspicio di contribuire significativamente alla ricerca di una teoria unificata di tutte le leggi fisiche.
Le capacità di rilevamento altamente sensibili e ad ampio raggio sviluppate in questa ricerca promettono di aprire la strada a future applicazioni, in particolare nel campo delle tecnologie avanzate di sensoristica quantistica. Questo lavoro, supportato da sovvenzioni JSPS KAKENHI e dal programma HIRAKU-Global, non solo apre nuove frontiere nella fisica fondamentale, ma stimola anche un'ulteriore esplorazione della vera natura dello spaziotempo e della realtà quantistica.