Misurata per la prima volta la velocità dell’entanglement quantistico: è incredibilmente oltre ogni comprensione
Nel mondo sempre sorprendente della fisica quantistica, gli scienziati hanno fatto un passo avanti importante nella comprensione di uno dei suoi fenomeni più misteriosi: l’entanglement quantistico. Questo fenomeno, che avviene a velocità estremamente elevate, è ora misurabile direttamente, aprendo nuove strade nella ricerca.
Dentro l’entanglement quantistico
La ricerca non mira più a dimostrare che l’entanglement quantistico esiste (è ormai un concetto accettato dalla comunità scientifica). L’obiettivo è capire come questo fenomeno prende forma nel tempo.
Pensate di poter “congelare un istante” e vedere dettagli che normalmente sfuggono. Come se una torcia potentissima illuminasse un atomo: un impulso laser molto intenso viene usato per osservare l’interazione tra elettroni in tempi misurabili in attosecondi (as). Un attosecondo è l’unità di tempo pari a un miliardesimo di miliardesimo di secondo, una scala che ci permette di seguire le dinamiche ultraveloci dell’entanglement.
Chi c’è dietro la scoperta
La ricerca è guidata dal Prof. Joachim Burgdörfer e dalla Prof. Iva Březinová dell’Institute of Theoretical Physics at TU Wien (con sede a Vienna). Il lavoro comprende collaborazioni internazionali con un team di ricercatori dalla Cina.
Sono anche in corso colloqui con gruppi interessati a dimostrare sperimentalmente questi entanglement ultraveloci. Questo progetto non è uno sforzo isolato, ma un esempio evidente di cooperazione globale nella fisica teorica.
Metodi e strumenti innovativi
Per misurare intervalli brevissimi, dell’ordine di frazioni di attosecondo, gli scienziati si affidano a simulazioni avanzate al computer. Inoltre, combinano due fasci laser diversi per catturare quegli attimi sfuggenti e vedere come due particelle — qui due elettroni — diventano entangled.
L’impulso laser colpisce l’atomo, provoca il distacco di un elettrone che si allontana, mentre il secondo elettrone viene spinto a un livello energetico più alto. I risultati teorici di questi esperimenti mostrano che i due elettroni sono ora entangled.
“Si possono analizzare solo insieme,” afferma il Prof. Burgdörfer, sottolineando che “misurare uno degli elettroni fornisce informazioni sull’altro.”
Tempo e sovrapposizioni quantistiche
L’aspetto temporale è particolarmente curioso: il momento in cui l’elettrone si libera non è ben definito, avviene in una sovrapposizione di stati. Il tempo di partenza dell’elettrone fuggente è correlato allo stato energetico dell’elettrone rimasto, con una differenza temporale media indicata di circa 232 as.
Possibili sviluppi futuri
Queste scoperte aprono nuove opportunità per la tecnologia quantistica, ad esempio nella crittografia e nel calcolo quantistico. Capire come nasce l’entanglement offre modi nuovi per controllare sistemi quantici, con potenziali miglioramenti nella sicurezza delle comunicazioni quantistiche.
La ricerca continua con l’obiettivo di osservare e misurare sperimentalmente queste dinamiche.
Perché questo studio è importante
Lo studio non solo esplora l’inizio dell’entanglement, ma amplia anche la nostra capacità di influenzare e controllare un fenomeno che collega particelle distanti come se fossero un’unica entità. Il lavoro, pubblicato sulla rivista Physical Review Letters, promette di portare la nostra comprensione della fisica quantistica a nuovi livelli. Nel frattempo resta aperta la possibilità di svelare e dominare i segreti dell’universo alla velocità dell’entanglement stesso.