Nobel per la Fisica 2022: premiate le ricerche sui fenomeni quantistici
Il Nobel per la Fisica è andato ad Alain Aspect, John F. Clauser e Anton Zeilinger grazie ai loro studi nella scienza dell'informazione quantistica
Alain Aspect, John F. Clauser e Anton Zeilinger sono i vincitori del Premio Nobel per la Fisica 2022 grazie ai loro rivoluzionari esperimenti impiegando stati di entaglement quantistico. Questo fenomeno si riferisce a due particelle che, pur essendo separate, si comportano come se fossero una sola. Grazie ai risultati dei loro studi è stato possibile aprire la strada a una nuova tecnologia fondata sull’informazione quantistica.
I loro studi hanno dimostrato che è possibile controllare due particelle che si trovano in uno stato di entanglement. Questo significa che le due particelle sono correlate anche a grande distanza e qualcosa che accade alla prima determina ciò che accade all’altra. L’entanglement è uno dei fenomeni più discussi della meccanica quantistica, in quanto prevede che due particelle correlate tra loro, anche se distanti, possono scambiarsi informazioni sul loro stato immediatamente.
Questo campo, pur sembrando molto teorico, si può applicare a computer quantistici molto veloci e potenti, sistemi di misurazione più precisi e metodi di crittografia ancora più sicuri.
I fisici si sono chiesti, per molto tempo, se questa forma rapida di comunicazione dipendesse da variabili nascoste. John Stewart Bell, un fisico britannico, determinò che se esistono variabili nascoste la correlazione tra i risultati di un grande numero di misurazioni non deve mai superare un preciso valore. Secondo la meccanica quantistica, alcuni esperimenti violano questo principio (disuguaglianza di Bell) portando, di conseguenza, a una correlazione più forte di quella che dovrebbe essere possibile.
John Clauser ha applicato le teorie di Bell a esperimenti pratici, costruendo un sistema in grado di permettere ad atomi di calcio di emettere fotoni entangled una volta che questi sono stati illuminati con una particolare luce. I risultati hanno mostrato che questi non rispettavano la disuguaglianza di Bell.
Alain Aspect ha poi lavorato su alcuni punti da chiarire, usando dimostrazioni più raffinate e condizioni dell’esperimento che non influenzassero i risultati finali e sviluppando un nuovo metodo per emettere fotoni entangled a un ritmo più elevato.
Anton Zeilinger ha, infine, portato avanti altri esperimenti sulle disuguaglianze di Bell, creando coppie di fotoni entangled tramite la copertura del laser con un cristallo speciale e cambiando sistemi di misurazione con numeri casuali. I filtri sono stati anche controllati con segnali provenienti da galassie lontane per assicurarsi che non si influenzassero a vicenda. Zeilinger e il suo gruppo di ricerca hanno dimostrato così il fenomeno del teletrasporto quantistico tra due particelle anche a grande distanza.
