Entanglement o non Entanglement nel teletrasporto quantistico

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La realtà dietro al teletrasporto quantistico: l’assurdità della non località. Vi ricordate del teletrasporto quantistico di cui si è sentito parlare un mese fa? Se non sapete di cosa stiamo parlando e siete curiosi di capirci qualcosa, vi rimandiamo allo  speciale sul teletrasporto quantistico riguardante una coppia di fotoni. Se invece non avete voglia di approfondire l’argomento ma volete comunque capire di cosa si tratta, siete sintonizzati sulla giusta pagina, in quanto andremo a capire le basi del fenomeno fisico grazie ad un nuovo esperimento realizzato in Germania all’università di Monaco. Quando si tirano in ballo le particelle, entra in gioco la fisica quantistica che mette in crisi tutta la logica comune, quella banale concepita da ogni persona, secondo la quale una mela rossa è sempre rossa a prescindere da chi la sta guardando. Invece per la fisica quantistica la mela è sì rossa ma è anche verde e finché non la si osserva non si saprà mai qual è il suo vero colore (stiamo giocando con i concetti della fisica, questa non vuole essere una lezione rigorosa). Per continuare la fiera delle assurdità c’è quell’effetto che è alla base del teletrasporto quantistico che si chiama Entanglement (Intreccio), che sostanzialmente è un legame che condividono due particelle e che le influenza anche quando queste si allontanano. Che significa? Semplicemente che se create due particelle entangled (intrecciate) e poi decidete di spararne una in America e una in Asia, se andate a misurare come ruota la particella americana allora troverete un risultato analogo (oppure opposto a seconda di come è stato intrecciato lo stato) anche per quella asiatica. Impressionante veroEntanglement o non Entanglement, questo è il problema

Neanche ad Einstein piaceva il fenomeno fisico dell’Entanglement, quindi è normale che vi suoni strano. L’Entanglement contraddice il principio di località perché fa in modo che se una particella n°1 collegata ad un altra n°2 viene in qualche modo influenzata dal mondo esterno, allora la n°1 influenza istantaneamente la n°2, come se in fin dei conti fossero la stessa cosa. Einstein credeva che ci fosse qualche variabile da noi sconosciuta che potesse influenzare le due particelle, ed invece con l’esperimento dei ricercatori tedeschi risulta che questo non è vero. Già lo scorso mese un team di studiosi cinesi è riuscito a verificare che il legame fra due fotoni riusciva a sussistere anche se uno dei due veniva sparato a 500 Km di distanza dalla terra verso l’orbita terrestre. Ora con lo studio dell’università di Monaco vedremo che nella relazione di Entanglement non esiste nessuna variabile nascosta, confermandosi come un legame che non rispetta il concetto di località. Disuguaglianza di Bell, ovvero come ti impongo che devi essere lì anche se non ti guardo

Nel mondo della fisica esiste la Disuguaglianza di Bell che impone due fatti inequivocabili: in primo luogo, le proprietà degli oggetti esistono indipendentemente da chi li osserva(realismo), quindi non è necessario che la mela sia rossa solo perché io la vedo così, lei è rossa di per sé. In secondo luogo nessuna informazione può propagarsi a velocità superiori a quella della luce (località). La fisica quantistica, come ormai dovreste aver capito, rompe questi concetti: l’Entanglement fa sì che due particelle si influenzino a vicenda senza dover aspettare che l’informazione viaggi dall’una all’altra perché il legame non rispetta la località, si disinteressa della posizione delle particelle stesse. Inoltre non possiamo dire nulla su queste particelle finché non le osserviamo (ovvero finché con un esperimento non misuriamo le loro proprietà) e appena lo facciamo influenziamo la loro informazione per sempre, ovvero nell’osservarle le modifichiamo. Se qualcuno vi dice che c’è una mela sul tavolo dietro di voi, non potete sapere se questa è rossa o verde, quindi dovete assumere che questa è sia rossa che verde finché non la guardate. Dopo aver appurato che questa è rossa, potete affermare con certezza che il suo stato sia collassato sul rosso, e che quindi se la guardate ripetutamente quella continuerà ad essere rossa (sostituite la mela con una particella ed il gioco è fatto).

Potrebbe capitare che osservando poi la parte dietro della mela e poi di nuovo la parte davanti questa cambi colore, giusto per farvi capire come funziona una particella. Inutile contestare questi fenomeni perché sono veri e confermati da tutta una lunga serie di esperimenti ed è anche grazie a questi se l’umanità riesce ad avanzare di anno in anno a livello tecnologico. Ci sono teorie che cercano di capire se esistono più dimensioni attraverso le quali due particelle entangled comunichino o se esiste una qualche relazione che coinvolge il riavvolgimento del tempo, ma il nostro obiettivo non è parlare di questo. Quello che vogliamo capire è come è stato possibile capire che non ci sono variabili nascoste dietro l’Entanglement facendo in modo che i risultati teorici della fisica quantistica coincidessero nella maggior parte dei casi con quelli sperimentali ottenuti facendo delle misurazioni. In poche parole, l’Entanglement distrugge veramente il concetto di localitàL’esperimento dei due laboratori che non dovevano parlarsi

Per l’esperimento di cui volevamo parlarvi fin dall’inizio (nella speranza che siate arrivati fin qui carichi) sono stati predisposti due laboratori a 400 m di distanza l’uno dall’altro, ognuno dotato di un atomo di Rubidio. Sono stati creati due fotoni entangled ognuno dei quali è andato ad eccitare (è un termine tecnico!) il Rubidio nei due diversi laboratori: se tutto funzionasse così come la teoria vuole allora anche i tue atomi di Rubidio dovrebbero essere entangled, perché colpiti da due fotoni entangled. Riuscite a capire cosa hanno fatto i ricercatori? Prima hanno creato una coppia di fotoni entangled, li hanno separati ed hanno eccitato i due atomi di Rubidio con ciascuno di essi ed infine hanno verificato che questi atomi di Rubidio, nonostante fossero separati ad una distanza di 400 m, fossero anch’essi entangled, ovvero che i fotoni gli avessero trasmesso il loro legame.

Chiaramente la misura finale deve avvenire prima che ci sia la possibilità da parte di uno dei due atomi di Rubidio di inviare l’informazione all’altro, ovvero prima che qualsiasi informazione alla velocità della luce viaggi da un laboratorio all’altro: questo punto è fondamentale per dimostrare che l’Entanglement non è locale! L’esperimento ha avuto successo: 8 giorni continui di lavori per un totale di 10.000 misurazioni hanno rafforzato tutto quello che oggi sappiamo dell’Entanglement. Infatti le misure previste dalla teoria quantistica sono andate a coincidere con quelle rilevate dall’esperimento, quindi l’idea che non esista alcuna variabile nascosta dietro all’Entanglement è ad oggi confermata da questo ed altri esperimenti già effettuati in passato.Ma che ci faccio con L’Entanglement? Dov’è il teletrasporto che mi è stato promesso? Bene, il mondo scientifico ha nuovamente confermato la stranezza del mondo delle particelle, mettendo in discussione quello che l’umanità dà per scontato da sempre: gli oggetti sono lì dove io li vedo in quell’istante preciso ed indipendentemente da me che li osservo. Quest’ultima affermazione è falsa nel mondo delle particelle. Qualcuno potrebbe cominciare a chiedersi “ma se io sono fatto di particelle, perché loro funzionano in maniera diversa dalla realtà che vedo con i miei occhi?“, domanda lecita e vi possiamo assicurare che i fisici stanno cercando di capire da più di un secolo come sia possibile ricollegare le teorie delle particelle microscopiche con quelle delle grandi galassie e dell’universo intero. Per ora possiamo accontentarci di tutta la tecnologia che ci aspetta grazie all’entanglement: computer quantistici, esageratamente più veloci di quelli che conosciamo, ma che ancora non sono predisposti per un uso commerciale. La sicurezza informatica sarebbe impenetrabile grazie all’Entanglement, perché come abbiamo già detto le particelle non devono scambiarsi nessuna informazione per comunicare, e la parte di informazioni inviate in modo classico, necessaria per la comunicazione stessa, sarebbe incompleta (quindi indecifrabile). Come vi abbiamo già detto nell’articolo sul teletrasporto quantistico, è vero che l’entanglement è istantaneo, ma un parte di informazione va comunque inviata in modo canonico entro i limiti imposti dalla velocità della luce. Insomma non stiamo parlando di un effetto fisico qualunque ma di una piccola rivoluzione tecnologica che esploderà non appena sarà possibile la diffusione su scala mondiale.

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