Le diseguaglianze tra meccanica quantistica e realismo locale

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Reale o non reale: questo è il problema. Un articolo del fisico Reinhold Bertlman rivisita il contributo dato da John Stewart Bell nel campo della meccanica quantistica, attraverso il suo teorema e le sue disugualianze.

Il fisico Reinhold Bertlman, dell’Università di Vienna, ha pubblicato una recensione sull’attività scientifica svolta dal suo amico e collaboratore John Stewart Bell, che ha lavorato per lungo tempo presso il CERN di Ginevra.
La recensione, dal titolo Reale o Non Reale: questo è il problema, esplora le disuguaglianze di Bell, e i suoi concetti della realtà, e spiega la loro rilevanza nel campo dell’informatica quantistica e delle sue applicazioni.

Il teorema e le disuguaglianze, che prendono proprio il nome da John Stewart Bell, definiscono, da un punto di vista matematico, il contrasto tra le teorie della meccanica quantistica e il realismo locale. Questi teoremi vengono utilizzati nell’informatica quantistica, che continua ad avere delle applicazioni nel campo della sicurezza, della crittografia e del quantum comuputing.

Reale o non reale: questo è il problemaIl fisico quantistico John Stewart Bell (1928 – 1990) è ben conosciuto per il teorema, che porta il suo nome, con il quale ha dato dimostrazione che l’attuale conoscenza della meccanica quantistica è incompatibile con le teorie delle variabili nascoste locali. Trent’anni dopo la sua morte, il suo collaboratore Reinhold Bertlman, ha rivisitato il pensiero di Bell in un lungo articolo per EPJ H, dal titolo Reale o non Reale: questo è il problema. In questo resoconto storico e personale, Bertlman si pone l’obiettivo di far comprendere ai lettori i concetti della realtà espressi da Bell e confrontarli con alcune delle sue idee di virtualità.

Bell ha trascorso la maggior parte della sua vita lavorativa al CERN di Ginevra, e Bertlmann lo ha incontrato nel 1978, durante un suo dottorato. Bell ha presentato, per la prima volta, il suo teorema, in un articolo pubblicato nel 1964; ma questo teorema fu ignorato fino ai primi anni Ottanta, quando fu introdotta l’informatica quantistica.

Bertlmann affronta il concetto delle disuguaglianze di Bell, che derivano da esperimenti mentali nei quali una coppia di particelle, con spin -1/2, si diffonde in direzioni opposte e vengono misurate da osservatori indipendenti, che chiamiamo Alice e Bob. La disuguaglianza di Bell distingue tra il realismo locale – la visione di senso comune, nella quale le osservazioni di Alice non dipendono da quelle di Bob, e viceversa – e la meccanica quantistica, o, più precisamente, l’entanglement quantistico. Due particelle quantistiche, come quelle dell’esperimento con Alice e Bob, sono intrecciate, per effetto entanglement, dove lo stato misurato da un osservatore influisce istantaneamente sullo stato dell’altro. Su questa teoria si basa tutta l’informatica quantistica.

L’informatica quantistica, che ormai comincia a essere una teoria affermata, trova sempre più applicazioni in diverse discipline come i protocolli di sicurezza, la crittografia e il quantum computing. L’eredità scientifica di Bell può essere vista in questi, così come in altri contributi alla teoria del campo quantistico. E lo stesso Bell sarà sempre ricordato per il suo pensiero critico, l’onestà, e la modestia e per il suo sostegno alle persone svantaggiate.

Fonte: phys.org

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