Questa straordinaria immagine catturata l’anno scorso dai fisici dell’Università di Glasgow, in Scozia, è la prima foto in assoluto di un entanglement quantistico, un fenomeno così strano che, il fisico Albert Einstein, lo descrisse notoriamente come “azione spettrale a distanza”.

Potrebbe non sembrare molto, ma basta fermarsi a pensarci per un secondo: questa sfocata immagine grigia è stata la prima volta dove abbiamo visto l’interazione particellare che è alla base della strana scienza della meccanica quantistica e costituisce la base del calcolo quantistico .

L’ entanglement quantistico si verifica quando due particelle si legano indissolubilmente e qualsiasi cosa accada all’una influisce immediatamente sull’altra, indipendentemente da quanto siano distanti. Da qui la descrizione dell ‘”azione spettrale a distanza”.

Questa foto particolare mostra l’entanglement tra due fotoni – due particelle di luce. Stanno interagendo e – per un breve momento – condividono stati fisici.

Paul-Antoine Moreau, primo autore dell’articolo in cui l’immagine è stata pubblicatra nel luglio 2019, ha dichiarato alla BBC che l’immagine era “un’elegante dimostrazione di una proprietà fondamentale della natura”.

Per catturare l’incredibile foto, Moreau e un team di fisici hanno creato un sistema che ha fatto esplodere flussi di fotoni aggrovigliati in quelli che hanno descritto come “oggetti non convenzionali”.

L’esperimento in realtà ha coinvolto la cattura di quattro immagini dei fotoni in quattro diverse transizioni di fase. Puoi vedere l’immagine completa qui sotto:

(Moreau et al., Science Advances , 2019)

Quello che stai guardando qui è in realtà una composizione di più immagini dei fotoni mentre attraversano una serie di transizioni di quattro fasi. I fisici hanno diviso i fotoni aggrovigliati e hanno fatto passare un raggio attraverso un materiale a cristalli liquidi noto come β-bario borato , innescando quattro transizioni di fase.

Allo stesso tempo, hanno catturato una foto della coppia di fotoni impigliata che attraversava le stesse transizioni di fase, anche se non era passata attraverso il cristallo liquido.

Di seguito l’immagine che mostra la configurazione: il fascio di fotoni aggrovigliati proviene dall’angolo in basso a sinistra, una metà della coppia aggrovigliata si divide a sinistra e passa attraverso i filtri a quattro fasi. Gli altri che proseguono dritto non passano attraverso i filtri, ma subiscono gli stessi cambi di fase.

(Moreau et al. , Science Advances , 2019)

La fotocamera è stata in grado di catturare immagini di queste fasi nello stesso tempo, dimostrando che entrambi si erano spostati allo stesso modo nonostante fossero divisi. In altre parole, sono rimasti impigliati.

Mentre Einstein rendeva famoso l’entanglement quantistico, il defunto fisico John Stewart Bell aiutò a definire l’entanglement quantistico e stabilì un test noto come ” disuguaglianza di Bell “. Fondamentalmente, se riesci a spezzare la disuguaglianza di Bell, puoi confermare il vero entanglement quantistico.

“Qui, segnaliamo un esperimento che dimostra la violazione della disuguaglianza di Bell all’interno delle immagini osservate”, ha scritto il team in Science Advances .

La ricerca è stata pubblicata su Science Advances .