Un nuovo metodo per osservare l’entanglement quantistico in tempo reale
(METEOGIORNALE.IT) Per la prima volta, è stato possibile osservare in tempo reale l’elusiva funzione d’onda dei quanti, o entanglement, un fenomeno che ha guadagnato il Nobel per la Fisica nel 2022. Questo comportamento, impossibile da osservare nella materia visibile, è stato rilevato in coppie di particelle di luce, o fotoni, grazie a una nuova tecnica sviluppata da un team di ricerca internazionale. Il gruppo, guidato da Ebrahim Karimi dell’Università di Ottawa in Canada, include gli italiani Danilo Zia e Fabio Sciarrino del Dipartimento di Fisica dell’Università Sapienza di Roma. I risultati sono stati pubblicati sulla rivista Nature Photonics.
Una nuova tecnica per caratterizzare gli stati quantistici
Il mondo dell’estremamente piccolo
Secondo Fabio Sciarrino, “quando si entra nel mondo dell’estremamente piccolo, come quello dei quanti, molte delle cose apparentemente ovvie nel nostro mondo non sono facili come si immagina”. Una di queste sfide è la capacità di ‘fotografare’ e determinare tutte le caratteristiche di un insieme di particelle che interagiscono tra loro, in questo caso i fotoni.
La sfida della tomografia quantistica
Una delle tecniche più utilizzate attualmente si basa sulla tomografia medica, che implica la creazione di una serie di ‘fotografie’ del sistema quantistico da diverse prospettive per ottenere un’immagine 3D. Tuttavia, questo metodo richiede molto tempo e, man mano che le dimensioni del sistema aumentano, anche le informazioni necessarie aumentano esponenzialmente.
Un nuovo metodo ispirato all’olografia
Analisi dell’interferenza tra stati quantistici
I ricercatori, ispirati dall’olografia, hanno sviluppato un nuovo metodo che analizza l’interferenza prodotta tra due stati quantistici. Questo permette per la prima volta di osservare alcune tipologie di stati quantistici in tempo praticamente reale. “Mentre con il metodo tomografico possono volerci ore o giorni, qui bastano secondi”, ha sottolineato Sciarrino.
Applicazioni nella fotonica
Questo metodo può essere utilizzato solo su specifici tipi di stati, come i fotoni entangled, coppie di particelle che mantengono una sorta di memoria istantanea del partner anche se si trovano a grandi distanze l’una dall’altra. “La nuova tecnica – ha concluso Sciarrino – permette di semplificare alcuni importanti aspetti per chi lavora nell’ambito della fotonica, in particolare nell’imaging”. (METEOGIORNALE.IT)
