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Gli scienziati compiono una svolta storica nell'entanglement quantistico

Gli scienziati del Brookhaven National Laboratory hanno scoperto un nuovo tipo di entanglement quantistico, dandoci un'idea di un fenomeno bizzarro che fa sì che le particelle siano intrinsecamente collegate attraverso le distanze cosmiche.

Stiamo per spiegare un fenomeno scientifico che una volta ha ingannato un certo Albert Einstein, quindi prendi un caffè e allacciati la cintura.

Gli scienziati del Brookhaven National Laboratory hanno completato uno studio strabiliante che fa luce sul mistero dell'entanglement quantistico.

In termini semplici, questa curiosa meraviglia si riferisce all'idea che gli atomi – i mattoni di tutta la materia conosciuta – possano essere intrinsecamente legati, anche se separati da miliardi di anni luce di spazio. Nonostante le distanze incomprensibili tra loro, un cambiamento indotto in uno influenzerà teoricamente l'altro. Pazzesco, vero?

Per motivi di scala, immagina due dadi su lati diversi del pianeta. Immagina che ogni volta che vengono lanciati entrambi, arrivino a un totale di 7 con una percentuale di successo del 100%. Questo perché stanno comunicando in un istante attraverso il processo di entanglement.

L'idea fu originariamente posta dalla brillante mente del fisico John Bell nel 1964, lasciando perplessi i colleghi visionari Einstein, che ha descritto le sue conclusioni sull'entanglement come "un'azione spettrale a distanza".

Ratificato solo da gruppi di ricerca di recente 2015, Il teorema di base di Bell è stato da allora esplorato in diversi esperimenti di alto profilo. Il ultima svolta raggiunto dagli scienziati di Brookhaven ha catturato uno sguardo senza precedenti sulla natura oscura degli atomi.

Le scoperte sono avvenute presso il Relativistic Heavy Ion Collider, una struttura speciale a Brookhaven, New York, in grado di accelerare gli atomi carichi (noti come ioni) quasi alla velocità della luce.

Quando questi ioni si scontrano o passano l'uno accanto all'altro, le loro interazioni rivelano di più sul funzionamento interno degli atomi e ci avvicinano alla scoperta dei più grandi segreti dell'universo e delle leggi instabili della meccanica quantistica.

In precedenti esami sull'entanglement, gli scienziati avevano osservato solo particelle dello stesso gruppo e della stessa carica che si sincronizzavano in comportamenti come la rotazione o la quantità di moto. I fotoni, ad esempio, che non hanno carica o elettroni e sono caricati negativamente, si sono trovati in grado di legarsi anche a miliardi di anni luce di distanza.

Quest'ultima svolta a New York ha cambiato notevolmente la nostra percezione dell'entanglement, tuttavia, con la scoperta che questo fenomeno può effettivamente verificarsi in due particelle con cariche diverse.

"Non c'è mai stata alcuna misurazione in passato dell'interferenza tra particelle distinguibili," dice Daniele Brandeburgo, professore di fisica presso la Ohio State University, coautore dello studio.

Brandenburg e i suoi colleghi hanno registrato questo evento utilizzando un rilevatore all'avanguardia chiamato Solenoidal Tracker presso RHIC (o STAR) per catturare le interazioni degli ioni d'oro che viaggiano quasi alla velocità della luce.

Nubi di fotoni circondavano gli ioni e interagivano con i gluoni presenti, una particella che tiene insieme i nuclei atomici. Da questo sono nate due particelle interamente due chiamate pioni, ed è qui che si è assistito alla svolta nell'entanglement.

STAR ha aiutato a misurare le proprietà chiave di entrambi, inclusa la velocità e l'angolo di impatto, nonché la loro disposizione individuale dei gluoni. Da questo, è stato determinato che entrambi avevano cariche diverse e tuttavia erano ancora impigliati.

"Osservando i diversi nuclei e osservando questo processo con maggiore precisione, possiamo iniziare a scoprire sempre più dettagli," ha concluso Brandenburg. "Quello che abbiamo fatto qui è una prova del concetto, ma ci sono molte più opportunità".

Volendo ripetere la tecnica presso il RHIC e altre strutture come il Large Hadron Collider in Svizzera, Brandenburg è determinato a scoprire i segreti dei nuclei atomici.

L'informatica quantistica decollerà davvero nel mondo reale? Sembra che siamo molto vicini a scoprirlo.

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