Uno scatto fotografico dell’entanglement quantistico

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Prima foto in assoluto dell’entanglement quantistico. È la “prima foto in assoluto dell’entanglement quantistico”, quella che appare oggi in un nuovo articolo su Science Alert che riprende uno studio condotto da un team di fisici dell’Università di Glasgow, Scozia.
Si tratta di un’immagine molto sfocata che rappresenta un’interazione tra particelle, un’interazione che tra l’altro è alla base dei cosiddetti “computer quantistici”.

L’entanglement quantistico è un fenomeno stranissimo e non ben compreso: vede due particelle legarsi in maniera indissolubile, a qualunque distanza si trovino. Definita da Einstein come una “azione spettrale a distanza”, questo fenomeno vede una sorta di “botta e risposta” tra una particella e l’altra una volta che sono state legate insieme.

Prima foto in assoluto di entanglement quantistico (credito: Università di Glasgow)
Prima foto in assoluto di entanglement quantistico (credito: Università di Glasgow)

Anche poste ad una distanza di miliardi di anni luce, se qualcosa accade ad una particella, quel qualcosa influirà direttamente ed in maniera immediata sull’altra, tanto che si potrà sapere cosa è successo alla prima particella anche se è impossibile, data la distanza, entrare in contatto con essa.

Di solito l’entanglement viene osservato su due fotoni, ossia sulle particelle elementari alla base della luce.

Per catturare in foto questo fenomeno Paul-Antoine Moreau, primo autore dello studio, ha creato, insieme ai colleghi, un sistema per far esplodere dei flussi di fotoni entangled in “oggetti non convenzionali”.

Alla fine hanno raccolto quattro immagini che rappresentano i fotoni in quattro diverse transizioni di fase, transizioni causate da un raggio fatto passare attraverso un materiale a cristalli liquidi.

La fotocamera era in grado di catturare le immagini di fotoni che si muovevano allo stesso modo nonostante fossero divisi, perché in stato di entanglement.

I ricercatori in pratica hanno dimostrato la violazione della cosiddetta “disuguaglianza di Bell”, un test ideato dal fisico John Stewart Bell onde definire meglio l’entanglement quantistico, precedentemente reso famoso dallo stesso Einstein: se si interrompe sperimentalmente la disuguaglianza di Bell, si può in un certo senso confermare l’esistenza del vero entanglement quantistico.

L’esperimento condotto dai ricercatori fa proprio questo.

“Questo risultato apre entrambi la strada a nuovi schemi di imaging quantistico e suggerisce la promessa di schemi di informazione quantistica basati su variabili spaziali”, spiegano i ricercatori.

Schema che rappresenta la configurazione dell’esperimento (credito: Moreau et al., Science Advances, 2019)
Schema che rappresenta la configurazione dell’esperimento (credito: Moreau et al., Science Advances, 2019)

Lo studio è disponibile su Science Advances.

Approfondimenti:
Looking Back on The First-Ever Photo of Quantum Entanglement (IA)
Imaging Bell-type nonlocal behavior | Science Advances (IA) (DOI: 10.1126/sciadv.aaw2563)
Teorema di Bell – Wikipedia in italiano (IA)

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