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Arriva il premio Nobel per la fisica 2022 consegnato a Aspect, Clauser e Zeilinger

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La Royal Swedish Academy of Sciences ha deciso di assegnare il Premio Nobel per la Fisica 2022 a

Alain Aspect
Université Paris-Saclay e
École Polytechnique, Palaiseau, Francia

John F. Clauser
JF Clauser & Assoc., Walnut Creek, CA, USA

Università Anton Zeilinger
di Vienna, Austria

“per esperimenti con fotoni entangled, che stabiliscono la violazione delle disuguaglianze di Bell e aprono la strada alla scienza dell’informazione quantistica”

Stati entangled: dalla teoria alla tecnologia

Alain Aspect, John Clauser e Anton Zeilinger hanno condotto ciascuno esperimenti rivoluzionari utilizzando stati quantistici entangled, in cui due particelle si comportano come una singola unità anche quando sono separate. I loro risultati hanno aperto la strada alla nuova tecnologia basata sull’informazione quantistica.

Gli ineffabili effetti della meccanica quantistica stanno cominciando a trovare applicazioni. Ora esiste un ampio campo di ricerca che include computer quantistici, reti quantistiche e comunicazioni crittografate quantistiche sicure.

Un fattore chiave in questo sviluppo è il modo in cui la meccanica quantistica consente a due o più particelle di esistere in quello che viene chiamato stato entangled. Ciò che accade a una delle particelle in una coppia entangled determina ciò che accade all’altra particella, anche se sono distanti.

Per molto tempo, la domanda è stata se la correlazione fosse dovuta al fatto che le particelle in una coppia entangled contenevano variabili nascoste, istruzioni che indicavano loro quale risultato avrebbero dovuto fornire in un esperimento. Negli anni ’60, John Stewart Bell sviluppò la disuguaglianza matematica che porta il suo nome. Questo afferma che se ci sono variabili nascoste, la correlazione tra i risultati di un gran numero di misurazioni non supererà mai un certo valore. Tuttavia, la meccanica quantistica prevede che un certo tipo di esperimento violerà la disuguaglianza di Bell, risultando così in una correlazione più forte di quanto sarebbe altrimenti possibile.

John Clauser ha sviluppato le idee di John Bell, applicandolo a un esperimento pratico. Le misurazioni hanno supportato la meccanica quantistica violando chiaramente una disuguaglianza di Bell. Ciò significa che la meccanica quantistica non può essere sostituita da una teoria che utilizza variabili nascoste.

Alcune scappatoie sono rimaste dopo l’esperimento di John Clauser ma Alain Aspect nel frattempo ha sviluppato la configurazione, utilizzandola in un modo da colmarne una. È stato in grado di cambiare le impostazioni di misurazione dopo che una coppia aggrovigliata aveva lasciato la sua sorgente, quindi l’impostazione esistente al momento dell’emissione non poteva influire sul risultato.

Utilizzando strumenti raffinati e lunghe serie di esperimenti, Anton Zeilinger ha invece iniziato a utilizzare stati quantistici entangled. Tra le altre cose, il suo gruppo di ricerca ha dimostrato un fenomeno chiamato teletrasporto quantistico, che consente di spostare uno stato quantistico da una particella a una a distanza.

“È diventato sempre più chiaro che sta emergendo un nuovo tipo di tecnologia quantistica. Possiamo vedere che il lavoro dei vincitori con gli stati entangled è di grande importanza, anche al di là delle domande fondamentali sull’interpretazione della meccanica quantistica”, afferma Anders Irbäck, presidente del Comitato per il Nobel per la fisica.

Fonte: https://www.nobelprize.org/prizes/physics/2022/press-release/

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