Nobel Fisica 2022 agli studi sui fenomeni quantistici

Il Nobel per la Fisica 2022 va a Alain Aspect, John F. Clauser e Anton Zeilinger “per i loro esperimenti con l’entanglement dei fotoni, che hanno permesso di stabilire la violazione delle diseguaglianze di Bell e per i lavori pionieristici nel campo della scienza dell’informazione quantistica”. Alain Aspect, John Clauser e Anton Zeilinger hanno condotto esperimenti rivoluzionari usando stati di entanglement quantistico, in cui due particelle si comportano come un’unità singola anche quando sono separate. I risultati dei loro studi hanno aperto la strada a una nuova tecnologia basata sull’informazione quantistica.

Comunicazione a distanza. I tre scienziati premiati hanno dimostrato che è possibile studiare e controllare particelle che si trovano in uno stato di entanglement (“intreccio”): ovvero che sono correlate a distanza, così che quello che succede a una di esse determini quello che accade all’altra, anche se si trovano a grandi distanze.

Quello dell’entanglement, che Einstein chiamava spaventosa azione a distanza, è uno dei fenomeni più dibattuti della meccanica quantistica. Prevede che due particelle distanti ma correlate possano scambiarsi immediatamente, come in un abbraccio, informazioni sul loro stato, in una forma molto particolare di “teletrasporto”.

Sembra un campo di indagini molto teorico e filosofico, ma ha applicazioni squisitamente pratiche, perché ha aperto la strada a potenti e velocissimi computer quantistici, a sistemi di misurazione più precisi e a metodi di crittografia ancora più sicuri.

Informazioni segrete? Per molto tempo i fisici si sono domandati se questa forma immediata di comunicazione tra particelle in entanglement esistesse perché esse sono legate da variabili nascoste, cioè da istruzioni che dicono loro come comportarsi nelle varie fasi di un esperimento. Negli anni ’60, il fisico britannico John Stewart Bell stabilì che, se ci sono variabili nascoste, la correlazione tra i risultati di un gran numero di misurazioni non deve mai superare un determinato valore. Tuttavia la meccanica quantistica prevede che alcuni tipi di esperimenti violino questo principio (disuguaglianza di Bell) e che portino a una correlazione più forte di quella che dovrebbe essere possibile.

Lavoro di… squadra. John Clauser ha lavorato…