La batteria quantistica non è più soltanto un concetto teorico da paper accademico. Un gruppo di ricercatori australiani ha realizzato il primo prototipo funzionante di questo dispositivo, e i risultati sono parecchio interessanti. Il lavoro porta la firma di tre istituzioni: l’Università di Melbourne, la RMIT University e la CSIRO, l’agenzia nazionale australiana per la ricerca scientifica.
Ora, va detto subito: la quantità di energia che questa batteria quantistica riesce a immagazzinare è ancora troppo ridotta per qualsiasi applicazione pratica. Non siamo nemmeno lontanamente vicini a ricaricare uno smartphone o alimentare un qualsiasi dispositivo di uso quotidiano. Però il punto centrale della ricerca non è quello. Quello che conta davvero è il comportamento del dispositivo durante la ricarica, perché qui la fisica quantistica fa qualcosa che le batterie chimiche tradizionali non sono in grado di fare.
Il vantaggio quantistico: più celle aggiungi, più la ricarica accelera
Con una batteria convenzionale succede una cosa piuttosto intuitiva: aumentando la capacità, i tempi di ricarica tendono ad allungarsi. Più energia serve, più tempo ci vuole. Semplice. La batteria quantistica sviluppata in Australia fa esattamente il contrario. Più unità vengono messe insieme, più la ricarica diventa rapida. Sembra controintuitivo, eppure ha una spiegazione precisa.
Si tratta di una proprietà legata ai cosiddetti effetti collettivi dei sistemi quantistici. In pratica, i singoli elementi del dispositivo non si caricano uno alla volta, in sequenza, come accadrebbe in un sistema classico. Si comportano invece come un insieme coordinato, quasi sincronizzato. È un po’ come la differenza tra far entrare le persone in uno stadio una per volta da un solo tornello, oppure aprire tutti i cancelli contemporaneamente. Il risultato cambia parecchio.
Questo effetto era stato previsto a livello teorico già da qualche anno, ma nessuno era ancora riuscito a dimostrarlo con un dispositivo fisico reale. Ed è proprio qui che il lavoro australiano segna un passo avanti significativo.
Come funziona il prototipo e quali tecnologie utilizza
Il cuore del prototipo è una microcavità organica multistrato, vale a dire una struttura composta da diversi materiali sovrapposti, progettata appositamente per intrappolare la luce al proprio interno. La ricarica della batteria quantistica avviene in modalità wireless, tramite un laser che fornisce energia al sistema senza contatto fisico diretto.
Per verificare che il comportamento del dispositivo fosse effettivamente quello previsto dalla teoria, i ricercatori hanno utilizzato tecniche di spettroscopia avanzata, analizzando nel dettaglio come il sistema assorbe e gestisce l’energia luminosa. I dati raccolti confermano che l’effetto di ricarica collettiva si manifesta realmente, anche se su scala ancora molto piccola.
