È possibile fabbricare un tipo di batteria quantica dove il potere di ricarica aumenta più velocemente alla crescita della capacità della batteria. A dimostrarlo lo studio sulle batterie quantiche condotto dai ricercatori dell’Istituto di fotonica e nanotecnologie del Cnr e del Politecnico di Milano pubblicato sulla testata scientifica Science Advances.
Cosa sono le batterie quantiche
Le batterie quantiche, sono dispositivi di accumulo di energia che funzionano secondo le regole della fisica quantistica che possono differenziarsi da quelle della fisica classica.
“Le batterie quantiche presentano una proprietà contro-intuitiva in cui il tempo di ricarica è inversamente correlato alla capacità della batteria e cioè alla quantità di carica elettrica immagazzinata”, spiega Tersilla Virgili dell’Istituto di fotonica e nanotecnologie del Consiglio nazionale delle ricerche (Cnr-Ifn). “Ciò porta all’idea intrigante che il potere di carica delle batterie quantiche sia super-estensivo e cioè che aumenti più velocemente con le dimensioni della batteria”.
La novità applicata alle celle solari
Il dispositivo fabbricato è una microcavità in cui il materiale attivo è costituito da molecole organiche disperse in una matrice inerte.
“Ogni molecola rappresenta un’unità che può esistere in uno stato di sovrapposizione quantistica di due livelli di energia (fondamentale ed eccitato), simile al modo in cui un qubit, l’unità base di informazione quantistica, può essere sia 0 che 1 contemporaneamente nei computer quantistici”, specifica Giulio Cerullo, del Dipartimento di Fisica del Politecnico di Milano.
Il sistema totale può comportarsi collettivamente se si costruisce la batteria quantica in un modo in cui le unità possono esistere in sovrapposizione. Questo comportamento, detto coerenza quantistica, permette alle unità di agire in modo cooperativo, originando una carica iper-veloce che dipende dal numero delle molecole-unità.
“In futuro questo tipo di dispositivo potrà essere applicato in vari ambiti scientifici e tecnologici come ad esempio caricabatterie senza fili, celle solari e macchine fotografiche”, conclude Virgili.
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