Gli scienziati hanno utilizzato una tecnica unica nel suo genere per visualizzare due particelle di luce intrecciate in tempo reale, facendole apparire come uno straordinario simbolo quantistico “yin-yang”.
Il nuovo metodo, chiamato olografia digitale a due fotoni, utilizza una fotocamera ad altissima risoluzione e può essere utilizzato per accelerare notevolmente le future misurazioni quantistiche. I ricercatori hanno pubblicato i loro risultati il 14 agosto sulla rivista Nature Fotonica della natura.
L’entanglement quantistico – la bizzarra relazione tra due particelle ampiamente separate, che Albert Einstein definì un “atto spettrale a distanza” – consente a due particelle di luce, o fotoni, di diventare così inestricabilmente legate che un cambiamento in una di esse si traduce in entanglement quantistico. Cambiare nell’altro, non importa la distanza tra loro.
Per fare previsioni accurate su un oggetto quantistico, i fisici devono trovare la sua funzione d’onda: una descrizione del suo stato che esiste in una sovrapposizione di tutti i possibili valori fisici che un fotone può assumere. L’entanglement rende difficile trovare la funzione d’onda di due particelle collegate, poiché qualsiasi misurazione di una provoca anche un cambiamento istantaneo nell’altra.
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I fisici di solito affrontano questo ostacolo attraverso un metodo noto come tomografia quantistica. Prendendo uno stato quantistico complesso e applicandovi una proiezione, hanno misurato alcune delle proprietà appartenenti a quello stato, come la sua polarizzazione o la quantità di moto, isolandole dalle altre.
Ripetendo queste misurazioni su più copie dello stato quantistico, i fisici possono costruire un senso dell’origine da sezioni di dimensioni inferiori, come ricostruire la forma di un oggetto tridimensionale dalle ombre bidimensionali che proietta sulle pareti circostanti. .
Questo processo fornisce tutte le informazioni corrette, ma richiede anche molte misurazioni e produce un gran numero di casi “ammessi” che non seguono le leggi della fisica. Ciò lascia agli scienziati l’arduo compito di eliminare gli stati irrazionali e non fisici, uno sforzo che può richiedere ore o addirittura giorni a seconda della complessità del sistema.
Per aggirare questo problema, i ricercatori hanno utilizzato l’olografia per codificare le informazioni provenienti dalle dimensioni superiori in parti controllabili delle dimensioni inferiori.
Gli ologrammi ottici utilizzano due raggi luminosi per creare un’immagine 3D: uno colpisce e rimbalza sull’oggetto, mentre l’altro brilla sul supporto di registrazione. Un ologramma è formato da uno schema di interferenza della luce, o dallo schema in cui le creste e gli avvallamenti di due onde luminose si combinano o si annullano a vicenda. I fisici hanno utilizzato un metodo simile per scattare un’immagine dello stato entangled del fotone attraverso lo schema di interferenza creato con un altro stato noto. Quindi, catturando l’immagine risultante con una fotocamera accurata al nanosecondo, i ricercatori hanno decostruito lo schema di interferenza che avevano ricevuto, rivelando una straordinaria immagine yin-yang dei due fotoni intrecciati.
“Questo metodo è significativamente più veloce delle tecniche precedenti, richiede solo minuti o secondi invece che giorni”, ha detto in un articolo il coautore dello studio Alessio Derico, ricercatore post-dottorato presso l’Università di Ottawa in Canada. dichiarazione.
Questo articolo è stato fornito da WordsSideKick.com.
