Per la prima volta in assoluto, i fisici sono riusciti a scattare una foto di una forte forma di entanglement quantico chiamata Bell entanglement – catturando la prova visiva del fenomeno elusivo che uno sconcertato Albert Einstein chiamava una volta “azione spettrale a distanza“.
Due particelle che interagiscono l’una con l’altra, ad esempio, come due fotoni che attraversano uno splitter, possono a volte restare connesse, condividendo istantaneamente i loro stati fisici, non importa quanto grande sia la distanza che le separa. Questa connessione è conosciuta come entanglement quantistico.
Einstein pensava che la meccanica quantistica fosse “spettrale” a causa dell’istantanea dell’interazione remota apparente tra due particelle entangled, cosa che sembrava incompatibile con alcuni elementi della sua teoria della relatività speciale.
Più tardi, Sir John Bell formalizzò questo concetto di interazione non locale descrivendo una forte forma di entanglement. Oggi, l’entanglement di Bell viene utilizzato in applicazioni pratiche come il calcolo quantistico e la crittografia, ma non era mai stato possibile visualizzarlo.
In un articolo pubblicato sulla rivista Science Advances, un gruppo di fisici dell’Università di Glasgow descrive come sono riusciti a rendere visibile questo sfuggente fenomeno.
in pratica, hanno ideato un sistema che spara un flusso di fotoni entangled da una fonte quantistica di luce su “oggetti non convenzionali“, visualizzati su materiali a cristalli liquidi che cambiano la fase dei fotoni mentre li attraversano.
Successivamente hanno attivato una fotocamera super sensibile in grado di rilevare singoli fotoni, pronta a catturare un’immagine solo quando inquadra sia un fotone che il suo “gemello” aggrovigliato (entangled), fissando una registrazione visibile dell’entanglement dei fotoni.
Sistema utilizzato per eseguire un test di disuguaglianza Bell visualizzabile. Un cristallo BBO pompato da un laser a ultravioletti viene utilizzato come fonte di coppie di fotoni entangled. I due fotoni sono separati su un beam splitter (BS). Una telecamera intensificata attivata da uno SPAD viene utilizzata per acquisire immagini fantasma di un oggetto di fase posizionato sul percorso del primo fotone e non automaticamente filtrato da quattro diversi filtri spaziali che possono essere visualizzati su un SLM (SLM 2) collocato nell’altro braccio. Attivata dallo SPAD, la fotocamera acquisisce immagini di coincidenza che possono essere utilizzate per eseguire un test di Bell. Credito: Science Advances (2019). DOI: 10.1126 / sciadv.aaw2563
Il Dr. Paul-Antoine Moreau della School of Physics and Astronomy dell’Università di Glasgow, è l’autore principale della pubblicazione. Il Dr. Moreau ha dichiarato: “L’immagine che siamo riusciti a catturare è un’elegante dimostrazione di una proprietà fondamentale della natura, vista per la prima volta in forma immagine. È un risultato entusiasmante che potrebbe essere utilizzato per far avanzare l’informatica quantistica e portare a nuovi tipi di imaging“.
Il documento, intitolato ‘Imaging Bell-type nonlocal behavior‘, è pubblicato su Science Advances, DOI: 10.1126 / sciadv.aaw2563
