Le Stregatto Quantistico e l’ontologia delle proprietà

cheshire cat

Il gatto del Cheshire. Immagine tratta dal romanzo di Lewis Carroll, Alice nel paese delle meraviglie.

“È la cosa più curiosa che abbia mai visto prima!”, pensò Alice quando vide un gatto del Cheshire scomparire lasciando dietro di sé solo il suo sorriso. Con queste parole Lewis Carroll descrive l’evanescente gatto. L’episodio ha sollevato un vero e proprio rompicapo per fisici e filosofi: in che modo un oggetto può essere separato dalle sue proprietà? I fotoni sono “oggetti” nello stesso senso in cui lo sono sedie e gatti? Continua a leggere

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Le Stregatto Quantistico e l'ontologia delle proprietà

cheshire cat

Il gatto del Cheshire. Immagine tratta dal romanzo di Lewis Carroll, Alice nel paese delle meraviglie.

“È la cosa più curiosa che abbia mai visto prima!”, pensò Alice quando vide un gatto del Cheshire scomparire lasciando dietro di sé solo il suo sorriso. Con queste parole Lewis Carroll descrive l’evanescente gatto. L’episodio ha sollevato un vero e proprio rompicapo per fisici e filosofi: in che modo un oggetto può essere separato dalle sue proprietà? I fotoni sono “oggetti” nello stesso senso in cui lo sono sedie e gatti? Continua a leggere

Qubit a spin nucleare

Credit: wikipedia.org.

Un team di ricercatori dell’Università di Linköping ha pubblicato nell’aprile del 2013 un articolo su Nature Communication in cui si risolve una difficoltà che rischia di ritardare la costruzione dei computer quantistici: il fatto che le tecniche utilizzate per “controllare” lo stato o, più tecnicamente, la direzione o polarizzazione degli elettroni hanno successo solo a temperature bassissime, vicine allo zero assoluto. Come riuscire a fare la stessa cosa a temperatura ambiente? Cerchiamo di capire meglio i termini del problema.   Continua a leggere

Nubi atomiche incoerenti

Temperature in the Quantum World

Schema dell’esperimento sulle nuvole di atomi isolate. (Crediti: Nature Physics).

Come è possibile misurare la temperatura di un sistema quantistico isolato? Un recente esperimento condotto dal Dipartimento di Fisica dell’Università di Vienna ha osservato direttamente la nascita e la diffusione della temperatura all’interno di in un sistema quantistico. Sorprendentemente, le proprietà quantistiche vengono perse, anche se il sistema quantistico è completamente isolato e non collegato al mondo esterno. L’articolo intitolato Local emergence of thermal correlations in an isolated quantum many-body system, che riporta i risultati sperimentali, è stato pubblicato nel numero di settembre 2013 della rivista Nature Physics. Continua a leggere

Zenone di Elea e il Collasso della Funzione d'Onda

Photocredit: thegravityroom.

Un team di ricercatori coordinato da Peter Toschek (Università di Amburgo) ha pubblicato un articolo sulla rivista Europhysics Letters (EPL) in cui si “rivede” il noto quantum Zeno effect (QZE) o Effetto Zenone Quantistico. L’effetto Zenone in meccanica quantistica è riferito al “paradosso della freccia”, uno dei paradossi enunciati dal filosofo greco Zenone di Elea (famoso è il paradosso di Achille e la tartaruga  che tende a negare l’idea di evoluzione nel tempo).  Zenone lo enunciava in questi termini: se osservo una freccia in volo ad un certo istante, questa occupa una determinata posizione ed è indistinguibile da una freccia ferma nella stessa posizione in quell’istante, quindi la freccia non si muove (riportato da Aristotele in Fisica VI).  Continua a leggere

Occhiali quantistici per gli atomi di idrogeno

Immagine dell'orbita di un elettrone in un atomo di idrogeno. Credit: Aneta Stodolna /AMOLF

Per descrivere le proprietà microscopiche della materia e la sua interazione con il mondo esterno, la fisica quantistica utilizza le funzioni d’onda, la cui struttura e dipendenza dal tempo è governata dall’equazione di Schrödinger. Negli atomi le funzioni d’onda elettroniche descrivono – tra le altre cose – le distribuzioni di carica esistenti a diverse scale di grandezza (inaccessibili alla nostra esperienza quotidiana). Le osservazioni sperimentali delle distribuzioni di carica incontrano però un limite intrinseco alla procedura: la misura determina il collasso della funzione d’onda e la realizzazione di una delle infinite “realtà” possibili. Per questo motivo di solito lo studio delle distribuzioni di carica è puramente teorico o, almeno, lo è stato fino ad oggi. Continua a leggere

Una rete quantistica a prova di grande fratello

Schema del funzionamento di un network quantistico. (Crediti: Nature 501, 69–72 (05 September 2013) doi:10.1038/nature12493).

Una rete quantistica a prova di spioni? Forse a breve sarà possibile. Lo spiega un articolo intitolato A quantum access network e pubblicato su Nature in cui, i ricercatori della Stanford University mostrano di aver costruito un’infrastruttura economica e semplice per garantire la massima sicurezza nello scambio di informazioni su una rete quantistica. La nuova tecnica si basa su un modello sviluppato negli anni Ottanta, la distribuzione di chiavi quantistiche (Quantum Key Distribution, Qkd), straordinariamente efficace nella protezione di dati riservati, ma finora applicabile solo a reti di piccole dimensioni. I ricercatori sono riusciti ad ampliare la portata del sistema fino a 64 utenti, semplificandone l’architettura e riducendone i costi. E sperano di arrivare anche oltre. Continua a leggere