Immanuel Bloch: l'uomo che costruì cristalli di luce

Immaginate un portauova fatto di raggi laser, raffreddato a pochi miliardesimi di grado sopra lo zero assoluto, con un singolo atomo adagiato in ogni incavo. Quel portauova è lo strumento di laboratorio di Immanuel Bloch, e permette ai fisici di costruire, atomo dopo atomo, modelli di materiali che nessun computer al mondo è in grado di calcolare. Il 1° ottobre 2026 la Fondazione Wolf lo ha nominato premiato per la fisica «per risultati pionieristici, con ampie applicazioni, nel controllo dei sistemi atomici ultrafreddi», premio che condivide con Jun Ye.

Un villaggio tedesco e una scatola di componenti elettronici

Bloch è nato il 16 novembre 1972 a Fulda, nell'allora Germania Ovest, ed è cresciuto in un piccolo villaggio. Il padre era chimico, la madre insegnante. Da ragazzo lo attraevano i computer e l'elettronica ancor prima della fisica. Ha studiato all'Università di Bonn, laureandosi nel 1995, con un periodo di ricerca a Stanford, e ha conseguito il dottorato nel 2000 alla Ludwig-Maximilians-Universität di Monaco sotto la guida di Theodor Hänsch, che avrebbe vinto il Premio Nobel per la fisica nel 2005. La tesi riguardava i laser atomici e la coerenza di fase dei condensati di Bose-Einstein, nubi di atomi così fredde da comportarsi come un'unica onda.

Dal superfluido all'isolante

A trentuno anni è diventato professore all'Università di Magonza, e già aveva contribuito a pubblicare, nel 2002 a Monaco, un esperimento che cambiò il campo. Gli atomi intrappolati in un reticolo di luce fluivano liberamente quando interagivano appena, uno stato chiamato superfluido. Quando il reticolo veniva rafforzato, gli atomi si bloccavano all'improvviso al loro posto, uno per sito, come auto in un ingorgo. È la transizione da superfluido a isolante di Mott, e vederla con atomi controllabili fu la prima vera simulazione quantistica. Dimostrò che un gas di atomi poteva recitare la parte degli elettroni in un solido, con le manopole nelle mani dello sperimentatore.

Dal 2008 o 2009 dirige una divisione del Max-Planck-Institut für Quantenoptik a Garching, vicino a Monaco, e ricopre una cattedra all'università. Guida nove gruppi di ricerca ed è portavoce del Munich Center for Quantum Science and Technology.

Vedere un singolo atomo

Il suo gruppo ha poi sviluppato microscopi a gas quantistico che fotografano i singoli atomi in un reticolo e consentono ai fisici di spostarli uno a uno. Con essi il team ha studiato la localizzazione a molti corpi, gli isolanti di Mott fermionici e le molecole polari ultrafredde. La fisica dei molti corpi, la descrive così: è come un'orchestra in cui ognuno suona una nota diversa. La sua spiegazione della motivazione è semplice: il desiderio di provare qualcosa di nuovo che nessuno aveva mai fatto e, come disse una volta, di seguire il proprio entusiasmo.

I riconoscimenti

La Medaglia Otto Hahn nel 2002, il Premio Leibniz nel 2004, il Premio per l'elettronica quantistica della Società Europea di Fisica nel 2011, il Premio Körber per la scienza europea nel 2013, il Premio Harvey del Technion in Israele nel 2015 e la Medaglia Stern-Gerlach nel 2024 hanno condotto al Premio Wolf. Il premio vale centomila dollari e prevede una cerimonia alla Knesset nel giugno 2027.

Perché Immanuel Bloch è considerato un genio

Bloch ha trasformato la vaghezza della teoria quantistica in hardware. Prima di lui, la fisica di molte particelle interagenti era un problema su cui i computer classici si soffocavano; dopo di lui, è un problema che si può allestire in una camera a vuoto e osservare. Non ha inventato le leggi della meccanica quantistica, ma ha costruito il palcoscenico su cui possono andare in scena, e un'intera generazione di fisici impara oggi il mestiere su di esso.