entanglement

È un fenomeno, privo di analogo classico, che si verifica a livello quantistico, che coinvolge due o più particelle generate da uno stesso processo o che si siano trovate in interazione reciproca per un certo periodo. Queste particelle restano intrecciate (entangled) e legate indissolubilmente, nel senso che, indipendentemente dalla distanza che le separa, quello che accade a una di esse si ripercuote immediatamente sull’altra. L’evidenza di questo fenomeno ci costringe a rivedere profondamente non solo la logica classica ma anche altre strutture concettuali – in primis quelle di causalità, determinismo e realismo – che contribuiscono a forgiare la nostra visione e comprensione del mondo. La sua possibilità teorica venne ipotizzata nel 1926 da E. Schrödinger, anche se solo nel 1935 usò per la prima volta il termine entanglement nella recensione del famoso articolo di Einstein, Podolsky e Rosen (Einstein A., Podolsky B., Rosen N., Can Quantum-Mechanical Description of Physical Reality Be Considered Complete? in “Physical Review” n. 47, (1935), pp. 777–780). La definizione che ne diede Schrödinger è la seguente: “quando due sistemi, dei quali conosciamo gli stati sulla base della loro rispettiva rappresentazione, subiscono una interazione fisica temporanea dovuta a forze note che agiscono tra di loro, e quando, dopo un certo periodo di mutua interazione, i sistemi si separano nuovamente, non possiamo più descriverli come prima dell’interazione, cioè dotando ognuno di loro di una propria rappresentazione”, (E. Schrödinger, Discussion of Probability Relations Between Separated Systems, “Proceedings of the Cambridge Philosophical Society”, n.31 (1935), p. 555). (Un approfondimento si trova alla voce Quantum Entanglement and Information, Stanford Encyclopedia of Philosophy)

Altre voci del glossario: Ampiezza d'onda, Atomo, Camera a nebbia, Collasso della funzione d'onda, Complementarietà, Corpo nero, Costante di Planck, decoerenza, disuguaglianza di Bell, Effetto Compton, Effetto fotoelettrico, Elettromagnetismo, Entanglement, Entropia, Equazione di Schroedinger, Funzione d'onda, Gradi di libertà, Interpretazione probabilistica, Località, Luce, Lunghezza d'onda, Momento angolare, Numeri quantici, Osservabile, Principio di esclusione di Pauli, Quanto, Sovrapposizione, Spin quantistico, Variabili nascoste

Glossario Essenziale di Meccanica Quantistica

§1-Introduzione La meccanica quantistica (MQ) ha almeno due tipi di tecnicismi: matematici e linguistici (dico “almeno” perché ci sono anche quelli filosofici che meritano un’attenzione a parte). Una trattazione completa degli assiomi della MQ non relativistica e del suo formalismo esula dagli scopi di questo breve articolo. Per consultare il Glossario non è dunque necessario […]
L’entanglement come test per la gravità quantistica

Nel famoso esperimento mentale di Schrödinger, lo stato quantico di un gatto si intreccia con lo stato di un nucleo atomico in decadimento, con l’esito apparentemente assurdo di un gatto mezzo vivo e mezzo morto. È la nascita del concetto di entanglement (Verschränkung, letteralmente intrecciamento o incorciamento) introdotto proprio da Schrödinger nel 1935 in un brillante saggio comparso […]
Nuovo record per l’entanglement a multiple dimensioni

Questa nuova acquisizione teorica sarà fondamentale per l’implementazione di computer quantistici capaci di operare a velocità inimmaginabili, criptando le informazioni in totale sicurezza. L’articolo, già disponibile su arXiv.org, sarà presto pubblicato nei Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS). Da tempo numerosi gruppi di ricerca stanno lavorando per combinare due delle caratteristiche più sorprendenti della […]
I dilemmi del tempo e “l’universo giocattolo”

Cos’è il tempo? È una sostanza, un’entità primitiva e irriducibile? Oppure è un’entità secondaria che deriva causalmente da qualche altra relazione? Da dove viene? È il Big bang l’origine, il motore del tempo? Perché scorre? Scorre da sé oppure ha bisogno di noi, enti biologici coscienti, per scorrere? Questo motore è di natura fisica oppure […]
Un circuito quantistico integrato e “multitasking”

Un gruppo di ricerca internazionale ha inventato il circuito quantistico integrato funzionalmente più complesso mai realizzato da un unico materiale, in grado di generare fotoni entangled. Il circuito è costituito da due sorgenti di fotoni incardinati su un chip di silicio e potrebbe essere utilizzato in svariate applicazioni, come l’elaborazione delle informazioni quantistiche ed esperimenti […]
Spiegare la gravità in termini quanto meccanici: i wormholes

Ieri abbiamo parlato delle caratteristiche che hanno in comune l’entanglement e i wormholes (una recente ricerca connette l’entanglement ai wormholes). In entrambi i casi si tratta di “ponti” o “connessioni” tra due punti distanti in cui è possibile aggirare il limite della velocità della luce, 300.000 km/s, trasferendo informazioni a velocità superluminali (che alle estremità […]
Una recente ricerca connette l’entanglement ai wormholes

WASHINGTON – Un gruppo di ricercatori dell’Università di Washington, e della Stony Brook di New York, ha mostrato che il fenomeno dell’entanglement è strettamente correlato con la formazione di wormholes, termine coniato dall’astrofisico americano John Wheeler (che ha anche battezzato i buchi neri). Un wormhole – o ponte di Einstein-Rosen – è una scorciatoia, un cunicolo nella struttura dello spazio che permette di […]
Test quantistico sulla Stazione Spaziale Internazionale

Una particolare versione di teletrasporto quantistico, conosciuta come SuperDense quantum teleportation – sarà presto testata sulla Stazione Spaziale Internazionale. Proposta più di dieci anni fa dal fisico Herbert Bernstein, docente all’Università di Hampshire, la teoria cerca di spiegare in quanti modi è possibile teletrasportare uno stato quantico da una parte di un laboratorio ad un luogo o stazione […]
Teletrasporto quantistico premendo un bottone

Mediante l’entanglement quantistico i ricercatori di Tokyo e Magonza sono riusciti a teletrasportare qubit fotonici con estrema affidabilità. Un passo avanti decisivo è stato quindi realizzato circa 15 anni dopo i primi esperimenti nel campo del teletrasporto ottico. Il successo dell’esperimento condotto a Tokyo è attribuibile all’uso di una tecnica ibrida in cui sono stati […]
Una trappola per sistemi di fotoni entangled

AUSTRIA – Esiste una frattura incolmabile tra il comportamento degli oggetti quantistici e quello degli oggetti che esperiamo tutti i giorni. Un team guidato dal fisico Anton Zeilinger ha condotto un esperimento per certi aspetti decisivo: in precedenza restava aperta la possibilità che, se anche i fotoni misurati violavano le leggi della fisica classica, questa […]
Nuove avventure per la fisica quantistica: dai filamenti del DNA ai satelliti nello spazio

Questo mese la rivista Physics World esce con un numero speciale dedicato alla fisica quantistica. I temi trattati spaziano dalla collocazione della fisica quantistica all’interno dell’enciclopedia moderna delle scienze, fino alle più recenti ed innovative scoperte: la crittografia, il paradigma della “misurazione debole”, l’uso dell’entanglement per la trasmissione satellitare dell’informazione. Negli ultimi anni, il numero […]
Nuove applicazioni per l’esperimento EPR: scoperto nuovo tipo di entanglement

Nell’esperimento del 1935 Einstein, Podolsky e Rosen avevano tentato di dimostrare che le correlazioni tra due particelle erano così forti che doveva esistere qualche parametro o variabile nascosta in grado di spiegarle, dato che la fisica quantistica falliva clamorosamente. L’unico modo di salvare la teoria nella versione datane da Bohr e seguaci sembrava questo: ammettere l’esistenza di variabili nascoste
Un orologio che sopravvive alla morte termica dell’Universo

Un cristallo quadrimensionale in grado di misurare per sempre il tempo e di fornire importanti informazioni sul comportamento delle particelle nei sistemi complessi, dal problema a molti corpi per la teoria dei campi, all’entanglement (o non-separabilità) per la fisica quantistica.
Immaginiamo un orologio capace di scandire il tempo “per sempre”. Cosa vuol dire “per sempre”? Poniamo che un orologio possa sopravvivere alla morte termica dell’Universo, a quel Big Crunch che ne segnerà la fine. Da tempo questa specie di orologio è oggetto di ricerche soprattutto tra i fisici teorici.
Internet e telefoni potrebbero funzionare con le reti quantistiche

I ricercatori dell’Università di Calgary, in Canada, in collaborazione con l’Università di Paderborn, in Germania, hanno lavorato ad un modo per rendere le reti quantistiche una realtà ottenendo promettenti risultati e hanno pubblicato i loro risultati sulla rivista Nature. Un risultato simile è stato riportato nello stesso numero da un gruppo dell’Università di Ginevra, in […]

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