Per la prima volta al mondo, i fisici sono riusciti a scattare una foto di una forma forte di entanglement quantistico chiamata Bell entanglement, catturando la prova visiva di un fenomeno estremamente difficile da vedere, che uno sconcertato Albert Einstein una volta definì “azione spettrale a distanza”.
Due particelle interagenti, come ad esempio due protoni passanti attraverso un separatore di fasci, possono a volte rimanere connesse, condividendo istantaneamente i loro stati fisici a prescindere dalla distanza che le separa. Questa connessione è conosciuta come entaglement quantistico o correlazione quantistica ed è alla base della meccanica quantistica.
Einstein pensava che la meccanica quantistica fosse “spettrale” per via dell’istantaneità dell’interazione remota apparente tra due particelle correlate, che sembrava essere incompatibile con gli elementi della sua teoria speciale sulla relatività.
Più tardi, Sir John Bell formalizzò questo concetto di interazione non locale descrivendo una forma forte di correlazione dimostrando questa spettralità. Fino a pochi giorni fa, nonostante il Bell entaglement sia utilizzato in applicazioni pratiche come il calcolo quantistico e la crittografia, non si era mai stati in grado di catturarne un’immagine.
In un documento pubblicato il 13 luglio dalla rivista Science Advances, un team di fisici dell’Università di Glasgow ha descritto come essi siano riusciti a rendere per la prima volta visibile la spettralità di Einstein.
Il team ha ideato un sistema che “spara” un flusso di fotoni correlati da una fonte quantistica di luce verso “oggetti non convenzionali”, visualizzati su materiali a cristalli liquidi che cambiano la fase dei fotoni mentre vi passano attraverso.
Successivamente hanno impostato una camera super sensibile capace di rilevare i singoli fotoni, che avrebbe scattato un’immagine solo quando avesse rilevato un fotone ed il suo “gemello” correlato, creando un’immagine visibile della correlazione dei fotoni.
Il Dr. Paul-Antoine Moreau della Scuola di Fisica e Astronomia dell’Università di Glasgow, principale autore della ricerca, ha detto: «L’immagine che abbiamo ottenuto è un’elegante dimostrazione di una fondamentale proprietà della natura, vista per la prima volta in assoluto sotto forma di immagine.», concludendo: «È un risultato entusiasmante che potrebbe essere usato per far progredire l’emergente campo del calcolo quantistico ed introdurre nuovi metodi per l’acquisizione di immagini.»
La ricerca pubblicata da Science Advances, è intitolata “Imaging Bell-type nonlocal behavior”.
Crediti immagini: Moreau et al., Science Advances, 2019
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