Un importante progresso nella comprensione dei fenomeni quantistici è stato raggiunto grazie a una tecnica sviluppata da un gruppo di ricercatori internazionali, tra cui gli italiani Danilo Zia e Fabio Sciarrino dell’Università Sapienza di Roma. Questa tecnica ha permesso di osservare in tempo reale la misteriosa funzione d’onda dei quanti, nota come entanglement o “abbraccio quantico”, un fenomeno previsto dalla teoria quantistica e riconosciuto con il Nobel della Fisica 2022.
L’entanglement è un comportamento straordinario che coinvolge particelle quantistiche, come fotoni, e implica una correlazione istantanea tra loro, anche se sono separate da grandi distanze. Questo fenomeno, inaccessibile nella realtà della materia visibile, è stato osservato in particelle di luce (fotoni) grazie a una nuova tecnica sviluppata dal gruppo di ricerca guidato da Ebrahim Karimi dell’Università di Ottawa.
La metodologia innovativa ha l’obiettivo di caratterizzare gli stati quantistici in modo più efficiente rispetto alle tecniche tradizionali. Fabio Sciarrino, uno dei ricercatori italiani coinvolti, ha spiegato che quando si esplora il mondo dei quanti, le intuizioni della fisica classica spesso non si applicano. Una sfida fondamentale è rappresentata dalla capacità di “fotografare” e determinare tutte le proprietà di un insieme di particelle che interagiscono tra loro, come i fotoni. Le tecniche convenzionali, basate sulla tomografia quantistica, richiedono molto tempo e diventano impraticabili all’aumentare delle dimensioni del sistema.
La nuova tecnica si ispira all’olografia e si basa sull’analisi dell’interferenza tra due stati quantistici. Ciò consente di osservare alcune tipologie di stati quantistici in tempo reale, riducendo drasticamente i tempi rispetto ai metodi tradizionali. Mentre la tomografia quantistica può richiedere ore o giorni, con questa nuova metodologia servono solo pochi secondi. Tuttavia, va notato che questa tecnica è applicabile solo a specifici tipi di stati quantistici, come i fotoni entangled, che sono particolarmente interessanti per la fotonica e l’ambito dell’imaging.
