Teletrasportato un fotone a 25 chilometri di distanza

Un gruppo di fisici è riuscito a trasferire le informazioni di un fotone lungo 25 chilometri di fibra istantaneamente. Foto GAP, University of Geneva
Un gruppo di fisici dell'Università di Ginevra è riuscito in un esperimento che sembra uscito da un film di fantascienza, più che da un laboratorio quantistico. I fisici sono riusciti a trasportare lo stato quantico di un fotone a un cristallo situato 25 chilometri di fibra ottica più in là.
Alcune particelle subatomiche esistono in una coppia di stati: due elettroni, ad esempio, possono avere due opposti spin, una specie di momento angolare associato alle particelle. Quando lo spin di uno di questi elettroni cambia, lo spin dell'altro deve cambiare immediatamente, rimanendo così opposti, secondo quanto prevede la teoria dell'entanglement.
Ciò significa però che l'informazione deve giungere istantaneamente, viaggiando quindi a una velocità infinita e perciò infinitamente maggiore di quella della luce. Einstein la definì come una «terrificante azione a distanza», bocciandone il concetto. Nei decenni successivi però la teoria si affermò sempre di più e oggi è molto diffusa all'interno della comunità scientifica.
Lo stesso team stabilì dieci anni fa il record di teletrasporto di informazioni quantistiche, coprendo una distanza di sei chilometri. Oggi, gli stessi scienziati sono riusciti a migliorare il loro risultato presso il laboratorio di Nicolas Gisin, vincitore del premio Marcel Benoist di quest'anno.
I risultati del team sono stati pubblicati sulla rivista Nature Photonics, riportando al centro dei dibattiti della comunità scientifica la questione del teletrasporto quantistico. L'esperimento dimostra come si possano trasferire informazioni quantistiche da un posto all'altro istantaneamente. In questo caso, i fisici hanno usato come destinazione un cristallo, una sorta di archivio di informazioni.
L'esperimento lascia ancora una volta sorpresi gli scienziati sulle infinite possibilità della dimensione quantistica.
Per eseguire l'esperimento, gli scienziati hanno usato tre fotoni. Due di essi, uniti dall'entaglement, sono stati separati: il primo è stato sparato lungo i 25 chilometri di fibra ottica, mentre l'altro è stato inviato in un cristallo. A questo punto, un terzo fotone è stato fatto schiantare contro il primo. La collisione ha distrutto entrambi i fotoni, ma le informazioni trasportare dal terzo fotone non sono andate perdute, e sono arrivate istantaneamente al secondo fotone, che nel frattempo aveva raggiunto il cristallo.
Un altro esperimento rubato ai film di fantascienza.

Fonte: J. G. Bohnet, K. C. Cox, M. A. Norcia, J. M. Weiner, Z. Chen, J. K. Thompson. Reduced spin measurement back-action for a phase sensitivity ten times beyond the standard quantum limit. Nature Photonics, 2014; 8 (9): 731 DOI: 10.1038/nphoton.2014.151
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