Ricercatori esplorano l’Entanglement Quantistico – Researchers explore Quantum Entanglement

Ricercatori esplorano l'Entanglement Quantistico - Researchers explore Quantum Entanglement

Albert Einstein ha chiamato “Entanglement Quantistico” il fenomeno che vede due particelle situate in luoghi diversi, anche separate e poste ai lati estremi dell’universo, che si influenzano a vicenda, attraverso un’azione “spettrale” a distanza.

Einstein ha preso atto del suddetto fenomeno pur criticando la meccanica quantistica come incompleta, in virtù del fatto che il fenomeno dell’entanglement quantistico sembra essere in contrasto con la teoria della relatività dello stesso Einstein. “Ottanta anni dopo Einstein, la fisica quantistica è ancora così misteriosa che ci sono molte e diverse interpretazioni riguardo il suo significato fisico. Tutte le interpretazioni sono d’accordo su ciò che determina l’osservazione in qualsiasi dato ed esperimento, ma ognuna di loro racconta storie diverse di come queste osservazioni hanno origine”, afferma Christoph Simon con il Dipartimento di Fisica e Astronomia della Facoltà di Scienze presso l’Università di Calgary. Simon e il suo collega, Boris Braverman del Massachusetts Institute of Technology, hanno dimostrato questa azione spettrale a distanza in una ricerca pubblicata oggi su Physical Review Letters. Il documento propone un modo in cui l’effetto può essere dimostrato sperimentalmente. “Abbiamo considerato l’azione spettrale a distanza nel quadro dell’interpretazione del fisico inglese David Bohm che ha sostenuto che ogni particella quantistica ha una posizione ben definita e velocità”, dice Simon. “Se le due particelle sono “impigliate” (Entangled), si può eseguire un’azione su una delle due, la quale ha un effetto immediato sull’altra, e la nostra ricerca mostra come questo effetto può essere dimostrato in un esperimento con fotoni in stato di entanglement”.

Albert Einstein called quantum entanglement two particles in different locations, even on other sides of the universe, influencing each other “spooky action at a distance.”

Einstein made the comment while criticizing quantum mechanics as incomplete—the phenomenon of quantum entanglement seems to be at odds with Einstein’s theory of relativity. “Eighty years after Einstein, quantum physics is still so mysterious that there are many different interpretations of its physical meaning. All the interpretations agree on what is going to be observed in any given experiment, but they each tell different stories of how these observations come about,” says Christoph Simon with the Department of Physics and Astronomy in the Faculty of Science at the University of Calgary. Simon and his colleague, Boris Braverman from the Massachusetts Institute of Technology have shown this spooky action at a distance in research published today in Physical Review Letters. The paper proposes a way in which the effect can be shown experimentally. “We consider spooky action at a distance in the framework of an interpretation from the English physicist David Bohm who posited that every quantum particle has a well-defined position and velocity,” says Simon. “If the two particles are entangled, then performing an action on one has an immediate effect on the other and our paper shows how this effect can be demonstrated in an experiment with entangled photons.”

Source/Continue reading → phys.org

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16 Responses to Ricercatori esplorano l’Entanglement Quantistico – Researchers explore Quantum Entanglement

  1. avatar Riccardo says:

    Buongiorno Deneb,
    Penso che hai perfettamente ragione parlando del nostro razionale punto di vista, e in genere più una mente è razionale più fatica ad assimilare concetti che per la sua esperienza sono così astratti come questa materia. Da parte mia ho sempre cercato di non separare scienza e filosofia completamente, se il nostro scopo è scoprire e poi capire leggi e meccanismi che hanno portato la materia fino a questo incredibile livello di organizzazione che sono gli esseri umani, è necessario (per me almeno) credere che ci sia un motivo per cui questo universo ha fatto tanto lavoro per arrivare a questo punto. Fosse anche che un giorno noi saremmo stati qui a parlarne.

    Il discorso sulle “falle” di questa teoria è molto delicato, pensare che siano i nostri limiti fisici ad impedirci di venire a capo di una materia così complicata, da una parte fa ben sperare che nonostante tutto l’universo sia deterministico anche a livello subatomico (come io voglio credere), dall’altra subentra la paura che questi limiti ci impediranno sempre di venirne a capo. Ma a questo punto avrebbe ancora senso parlare di qualcosa che “potrebbe” essere ma che non potremo mai dimostrare? Qui vedo la falla, le teorie sulle leggi fisiche dovrebbero fare predizioni esatte, non vicino alla realtà, ma esatte. Non devono necessariamente spiegare perché la realtà è quella che è, ma devono poter predire ogni avvenimento in modo preciso. Qui fallisce la meccanica quantistica, cercando di predire per approssimazione avvenimenti che in ogni caso quasi sicuramente non si potranno mai osservare, quindi dimostrare. (Sono sempre opinioni mie, non vorrei far imbestialire qualche vero fisico).
    Però sono fiducioso, anche la fisica di Newton sembrava spiegare la realtà in modo perfetto, finché non si è guardato più a fondo e si è scoperto che è sbagliata, e la Relatività, migliore e più precisa, ha preso il suo posto. Succederà anche per le teorie su scala quantistica, spero solo di vivere abbastanza.

    Comunque, piuttosto che molte diverse realtà, credo in una realtà che semplicemente è diversa da come i nostri sensi la dipingono. E al contrario di quello che pensavamo non l’abbiamo ancora capita.
    La fisica classica e la relatività possono spiegare come funziona il mondo che i nostri sensi possono vedere, ma non come funziona il pensiero, per questo credo che il ragionamento sia l’arma più potente che abbiamo per risolvere questo mistero.

    Un saluto, spero di avere altre occasioni
    Riccardo

  2. avatar Riccardo says:

    Ciao e piacere di conoscerti, non so se avrò risposte ma avrei bisogno di fare domande a qualcuno che possa rispondere in maniera semplice. Premetto che non sono un fisico, nè un matematico, sono solo alla ricerca del “perchè” tramite la conoscenza di “come” funziona il mondo. Ma i buchi nella conoscenza dei processi fisici portano solo a deduzioni del significato campate per aria, e i buchi mi sono arrivati quando ho fatto la conoscenza del fenomeno dell'”entanglement” quantistico. Così come Einstein (col quale certo non voglio neanche lontanamente paragonarmi) ho dubbi molto grossi su questi fenomeni. Che vengono soprattutto dal fatto che ovunque cerco risposte, non ne ottengo mai di chiare. Quello che più mi disturba è l’affermazione “certa” che due particelle entangled sono indissolubilmente legate tra loro anche a distanze di anni luce. Ora, cosa significa realmente questo? Ho letto che misurando lo spin della prima la seconda assume istantaneamente lo spin opposto, altra affermazione che mi lascia perplesso, perchè io credo (contro tutte le idee che ho trovato in internet) che entrambe le particelle abbiano già ogni proprietà ben definita, il fatto che noi non possiamo “vedere” queste proprietà senza disturbare il sistema non significa che queste proprietà non esistino già da prima, significa solo che la nostra coscienza opera su scala diversa. E’ dunque logico che se per la prima particella misuriamo uno spin possiamo essere certi che la sua compagna abbia lo spin opposto. Mi sembra una cosa logica e non degna di scalpore. Ma la domanda (che può sembrare stupida o illogica, ma a questo punto non c’è più niente di illogico) è questa: vorrebbero farmi credere che se applico una forza che cambia velocità e direzione alla prima particella, la seconda ne sente gli effetti istantaneamente, senza scambio di informazione, cambiando a sua volta velocità e direzione pur trovandosi magari ad anni luce di distanza e nel vuoto assoluto? Oppure intendono dire solamente che avendo proprietà “entangled” queste proprietà lo saranno sempre, quindi misurandone una abbiamo istantaneamente le proprietà dell’altra? Perchè nel primo caso possiamo parlare davvero di “fantasmatica azione a distanza” come diceva Einstein, nel secondo caso mi sembra tanto clamore intorno a una cosa perfettamente logica e senza nessun mistero, e siccome mi fido della comunità scientifica puoi capire che la cosa mi lascia molto confuso, soprattutto perchè anche i vari esperimenti riguardanti il fenomeno e in base ai quali tutta la comunità è d’accordo sulla sua esistenza non mi hanno completamente convinto. In parole povere, questo “entanglement” riguarda solo le proprietà di un sistema o davvero possiamo modificare il comportamento di una parte agendo sull’altra?
    Scusa se mi sono dilungato spero davvero su una tua opinione. Saluti
    Riccardo

    • avatar DENEB Official © says:

      Ciao Riccardo, piacere mio. Benvenuto sul mio blog.
      Apprezzo infinitamente il tuo intervento, specie su un argomento come questo che certamente non è proprio una passeggiata e perciò ti ringrazio anche di più per la preziosa opportunità.
      Con estrema umiltà e a piccoli passi provo ad esprimere qualcuno di questi concetti.
      Devo la mia passione per la fisica quantistica ad un professore il quale, grazie ai numerosi libri scritti da lui sull’argomento, mi ha avviata in questo incredibile “universo”.

      Come hai ricordato, ad Einstein la fisica quantistica non piaceva molto ed era solito ribadire che a lui piaceva pensare che la luna si trovasse esattamente là dove la vedeva!
      Il meccanismo dell’entanglement quantistico è tanto bizzarro quanto intrigante ed affascinante.
      Il premio Nobel Richard P. Feynman era solito invece dichiarare pubblicamente: “Penso di poter affermare che nessuno capisce la meccanica quantistica”!
      Quindi, direi che siamo in ottima compagnia!

      In questo post, fra i commenti, ho provato a spiegare con parole semplici ciò che ho inteso e che invito a rileggere specie per il lusinghiero intervento del prof. Teodorani che ancora ringrazio per le graditissime parole e che invito nuovamente per condividere tali nozioni spiegate da lui come addetto ai lavori. Non c’è dubbio che trovarsi di fronte ad una realtà, perché il fenomeno dell’entanglement è una realtà appurata, tanto fuori dalle regole fisiche che invece competono la quotidianità del macro mondo, possa lasciare perplessi e con miliardi di domande che si accavallano l’un l’altra. Mi rendo poi conto che venire a conoscenza del fatto che la semplice “osservazione” possa determinare uno stato fino ad allora non solo incerto, ma addirittura presente in modalità multipla, diversa e simultanea, ovvero sincronica, sia decisamente difficile da accettare, non si può non evidenziare che sia proprio questo aspetto che porta studiosi e appassionati ad occuparsi della materia, non fosse altro per l’enorme sfida nella ricerca della comprensione. Ciò che quindi viene osservato in fisica quantistica è il risultato di una interazione fra l’osservatore e l’osservato stesso e l’universo dell’infinitamente piccolo è presente per forza di cose nell’infinitamente grande, in noi stessi compresi. E’ tutto collegato.

      Possiamo in parole povere, mi scuseranno i fisici, descrivere quindi lo stato di entanglement come una forza indissolubile, capace di perpetrarsi in quello che noi siamo abituati a chiamare spazio e tempo, ma senza che questo in effetti possa in qualche modo interferire con il meccanismo stesso. L’entanglement c’è, è. Lo studio e le applicazioni future di questo meccanismo, specie nelle prossime tecnologie, è alla base di quel futuro che se volessimo osservare quantisticamente, in effetti, sarebbe/è già qui!

      Ancora un articolo per capire la dinamica: “Quando osservi una stella, cosa stai realmente vedendo?”
      http://www.denebofficial.com/DENEB/?p=1927

      • avatar Riccardo says:

        Ciao Deneb e grazie a te per il tuo tempo…
        che il fenomeno sia reale non lo metto in dubbio, ma comincio a pensare che nemmeno i fisici e gli sperimentatori capiscano realmente in che modo opera, men che meno il suo significato, che è quello che conta. Da molto ho cambiato la mia visione del mondo, sapendo che quello che il nostro cervello ci mostra non è il mondo reale ma solo un’interpretazione del mondo reale, ma la mia paura più grande è di essere arrivati a quel confine oltre il quale i nostri inevitabili limiti fisici ci impediscono di proseguire (chiamiamola la scala di Planck), a quel punto in cui ogni idea e teoria sia destinata a rimanere tale perché impossibile da dimostrare. Spero vivamente che non sia così e che un nuovo Einstein un giorno trovi col ragionamento le falle nella meccanica quantistica che oggi la rendono così “probabilistica”. Grazie ancora, trovo il tuo blog molto interessante, un saluto.

        • avatar DENEB Official © says:

          Ciao Riccardo,
          sono io a ringraziare te e mi trovi d’accordo sul fatto che molto sia ancora da capire.
          “Il significato”, fa pensare più all’aspetto filosofico del meccanismo, ma se poi pensiamo all’etimo del termine “filosofia” (dal greco φιλοσοφία, composto di φιλεῖν (philèin), “amare”, e σοφία (sophìa), “sapienza”, ossia “amore per la sapienza”) tutto torna, anzi ritorna a quella missione che la scienza porta con sè. Sono gli scienziati, gli uomini di scienza, gli uomini intesi come esseri umani, che non dovrebbero mai dividere e tenere separati gli strumenti di cui sono dotati in questo percorso. E ce ne sono.
          Quanto alle “falle” della meccanica quantistica e alla sua natura “probabilistica”, il mio pensiero, del tutto personale, mi fa evidenziare il fatto che forse sia solo il nostro razionale e consolidato punto di vista a far pensare a tale realtà come una “falla”. E se fosse semplicemente solo una delle diverse realtà? Sarebbe solo diversa, non anomala. Capisci cosa intendo? Cosa ne pensi?

          Sarebbe interessante sentire il parere di uno scienziato: quali domande precise vorreste porgli?
          Vi aspetto,
          Deneb

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  4. Pingback: Fisica Quantistica: Che cosa è reale? – Quantum Physics: What is real? | DENEB Official ©

  5. avatar DENEB Official © says:

    Ti ringrazio nuovamente Massimo, e mi trovi completamente d’accordo nel combattere fermamente interpretazioni arbitrarie di una materia tanto complessa e comunque in generale a prendere le distanze da tutta la strumentalizzazione che in genere viene attuata per creare confusione e disinformazione, oltre a distorcere concetti e lavoro autentici, altrui, frutto di reale impegno e dedizione. Correttezza e verità sono valori per me alla base di tutto e il rispetto è di default.
    A dispetto a volte di una certa parte di mondo che pare non essere in grado di recepire…
    Grazie ancora, con sincera stima,
    Deneb

    ::

    ho letto la tua postfazione sul libro di Amadori, che leggerò al più presto, e mi permetto di riportarne alcune righe che ritengo fondamentali:
    ::
    “Non dimentichiamo (e questo il pubblico non lo capirà mai) che lo scopo di questi “fisici quantistici un po’ fuori dal coro” non è quello di “unire scienza e spiritualità” (come purtroppo viene propagandato dal pensiero a-critico della New Age e dei suoi derivati) bensì quello di spiegare la “spiritualità” con la Fisica, anche e soprattutto attraverso un approfondimento e possibili estensioni del meccanismo dell’entanglement quantistico.”
    ::
    Vi è di fatto, in generale, questo misunderstanding, nelle migliori delle ipotesi, e a mio avviso spesso viene anche interpretato in maniera scorretta il termine “spiritualità”, associato anch’esso a religioni e/o movimenti new-age, quando invece la spiritualità riconduce, per quanto mi riguarda, all’essenza dell’essere e al suo modo unico di esistere, la cui realtà si manifesta ed agisce certamente anche e soprattutto senza condizionamenti esterni, di qualsiasi natura.

  6. avatar DENEB Official © says:

    Aggiungo un altro commento del Prof. Teodorani che ha postato sulla mia pagina FB e che trovo importante, oltre che nuovamente lusinghiero:
    http://www.facebook.com/photo.php?fbid=414408518647227&set=a.382786315142781.92664.382689098485836&type=3&theater

    “Aggiungo giusto due brevi osservazioni.
    Dopo il famoso “Paradosso EPR” formulato come esperimento di pensiero da Einstein, Podolsky e Rosen nel lontano 1935, il cosiddetto “entanglement quantistico” , ovvero la trasmissione di informazione in maniera non-locale cioè simultanea, è stato più volte provato in laboratorio (anche nel corso di esperimenti sul teletrasporto quantistico) con particelle come fotoni, elettroni e atomi. Ultimamente (poco più di un anno fa) si è addirittura riusciti a mettere in stato di entanglement agglomerati di tantissimi atomi come ad esempio piccoli diamanti di qualche millimetro ( http://phys.org/news/2011-12-quantum-world-diamonds.html ), che sono oggettini comunque un miliardo di volte più grandi di un atomo. Risultati del genere fanno supporre in maniera non irrealistica che le applicazioni future dell’entanglement quantistico possano essere molto promettenti sia per quello che riguarda la scala dimensionale degli oggetti soggetti al fenomeno sia per quello che riguarda la diffusione del meccanismo dell’entanglement stesso nell’Universo sia per quello che riguarda possibili applicazioni tecnologiche (come nel caso dei computer quantistici e della crittografia quantistica, su cui si sta tuttora lavorando).
    Tuttavia resta il problema che purtroppo il mondo “new age” ha strumentalizzato il concetto di entanglement e la fisica quantistica più in generale (che loro chiamano “fisica quantica”), stravolgendolo brutalmente e adattandolo ad una contorta nonché dogmatica neo-religione che ormai entra in tutti i brodi, mentre la fisica quantistica e il lavoro dei fisici (e la loro fatica) resta accessibile solo agli addetti ai lavori. Ne parlo in parte in questa mia postfazione ad un bellissimo libro tecnico sulla meccanica quantistica scritto da un caro amico fisico: http://it.pdfsb.com/readonline/596c5644664168305758523043586c6b55513d3d-5004450
    Invece tu Deneb, pur non essendo un fisico, hai centrato in pieno quello che effettivamente stanno facendo i fisici senza stravolgere nulla, ma attenendoti a quanto si sa per certo sull’entanglement.”

  7. avatar Massimo Teodorani says:

    Deneb, direi che (come astrofisico) non ho nulla da aggiungere, dato che con parole semplici ed esempi calzanti hai spiegato decisamente bene e in maniera completa il concetto. Questo è doppiamente ammirevole specie per una persona come te che non è un fisico di professione.

    • avatar DENEB Official © says:

      Sono felice, onorata e spronata per questo intervento, Massimo.
      GRAZIE!
      Come ho scritto nella mia presentazione, mi sono letteralmente innamorata di questa materia che trovo intrigante, appassionante e che ci pone nella condizione di continuare ad indagare un Universo che ci appartiene, e a cui apparteniamo, ma di cui dobbiamo scoprire ancora molto.
      Grazie a te e al tuo lavoro, persone come me, curiose e desiderose di imparare ed arricchire il proprio bagaglio culturale, possono crescere ed aiutare, se pur nel loro piccolo, a divulgare la bellezza della scienza, della ricerca e dell’Universo.
      Senza limiti.
      Le tue parole mi onorano profondamente.
      Con gratitudine,
      Deneb

  8. avatar DENEB Official © says:

    Ciao Bea,
    sono onorata e per carità, umilmente felice.
    Devo dire che a mia volta, le nozioni di fisica quantistica, mi sono state trasmesse con maestria da chi ne ha fatto studio e ricerca scientifica di una vita.
    E’ per me una materia assolutamente intrigante, affascinante, seduttiva, perchè stimola il mettersi alla prova, perchè invita a documentarsi, studiare e superare le proprie barriere, non solo culturali e didattiche, ma anche relazionali e sociologiche. Il confronto è vero apprendimento e il fatto che sia considerata non a caso la scienza delle “possibilità”, è per me motivo di interesse primario, perchè sono convinta che le possibilità non piovono dal cielo, ma siamo noi a crearle!

    Continua a seguirci e se hai domande o dubbi, non avere timore: cercheremo insieme le risposte.

    Deneb

  9. avatar Bea says:

    Cia Deneb, questo argomento sì che è tosto, non ci ho mai capito molto, anzi niente.
    Ma grazie a te e al tuo modo di spiegare ho le idee più chiare. Grazie!!!!

  10. avatar DENEB Official © says:

    E’ chiaro che ad Albert Einstein la fisica quantistica non fosse del tutto simpatica. Lui sosteneva che preferiva pensare che la Luna si trovasse esattamente nel punto in cui la stava vedendo e che non pensava affatto che Dio giocasse a dadi con l’Universo.
    La risposta più ironica a tale pensiero di Einstein, arrivò da un altro scienziato, il fisico Niels Bohr:
    “E tu smettila di dire a Dio cosa fare con i suoi dadi!”
    :))

  11. avatar DENEB Official © says:

    Su Facebook Lisa mi ha posto questa domanda:
    “Sarebbe un eresia paragonarlo alla teoria dell’effetto farfalla ??”

    La mia risposta:

    Ciao Lisa,
    La tua è un’ottima domanda, non solo pertinente e brillante, ma che consente oltremodo di puntare l’obiettivo sulla sostanziale differenza fra la fisica classica e la meccanica quantistica.

    La teoria del cosiddetto “Effetto Farfalla” sostiene che un cambiamento anche minimo in un oggetto piccolissimo, come lo spostamento di una singola particella, determina, influisce e cambia un evento vicino e/o parallelo, anche futuro, ad esso collegato.
    Teoria affascinante che ha il suo perché. In pratica si può visualizzare come una grande onda concentrica come quella generata dal lancio di un sassolino in uno stagno: quell’onda prima o poi tocca qualche cos’altro, esattamente come previsto da Einstein nella sua teoria relativista dove il concetto spazio-tempo si evince dal meccanismo causa-effetto.

    Ma se ci spostiamo nel micro-mondo delle particelle, il mondo dei quanti, tutto questo non esiste!
    Ecco perché fisici come Bohr e Feynman, e tanti altri, hanno più volte sostenuto che chi non rimane profondamente “destabilizzato” dalla fisica quantistica, vuole dire che non ne ha inteso il meccanismo.
    Provo a spiegarlo, umilmente, con le mie parole.
    Noi siamo abituati a pensare il nostro mondo situato in una dimensione in cui lo spazio-tempo determina il meccanismo fisico di causa-effetto: ovvero, per compiere una qualsiasi azione, anche la più veloce, ricordando che Einstein ci ha insegnato che nulla può andare più veloce della luce; dicevo, per compiere una qualsiasi azione si parte dal momento in cui si inizia l’azione, fino al compimento della stessa: esiste l’intercorrere del tempo, anche infinitesimale fra inizio e fine.

    Facciamo un esempio: su un tavolo ho una piccola sfera di cristallo, immobile al centro del piano. Ebbene, se decido di darle una spinta passerà del tempo fra il momento in cui tocco quella sfera e il momento in cui cadrà a terra.
    L’azione causa-effetto è chiara.
    In fisica quantistica tutto ciò viene completamente ignorato ed invece esiste lo stato sincronico, detto “non locale”, dell’entanglement quantistico.
    Prendiamo due elettroni all’interno del loro orbitale. Sappiamo prima di tutto che secondo quanto stabilito dal Principio di esclusione di Pauli, dove si evince la possibilità che all’interno dello stesso orbitale possono esserci al massimo due elettroni e con spin (senso di rotazione) contrario, questi due elettroni siano quindi in stato di “Entanglement” che in inglese vuole dire “intreccio”.
    Questo meccanismo è assai più profondo di un semplice collegamento.

    Se decidiamo di separare questi due elettroni, portandone uno al polo nord e l’altro al polo sud e decidessimo di “osservare” il primo, questo cambierebbe senso di rotazione e l’altro, simultaneamente e sincronicamente, farebbe altrettanto.
    Non c’è spazio-tempo: il concetto di non-località è immediato, non c’è un prima e dopo, ma la simultaneità.
    Ma non è finita qui!
    Quando dicevo che basta “osservare” il primo elettrone per cambiarne lo spin, dicevo letteralmente: il semplice atto di “osservare” in fisica quantistica, non solo determina la posizione dell’oggetto osservato, ma lo modifica. Lo “crea”.

    Fino a che l’oggetto non è osservato esso esiste nella cosiddetta Funzione d’onda, una specie di area probabilistica, di cui parlerò più dettagliatamente sul mio blog.
    Quanto si parla di sincronicità si entra quindi di petto nel meccanismo dell’entanglement quantistico e del suo bizzarro ed unico Universo, le cui ripercussioni all’interno del macro mondo sono materia per me sorgente di continua ricerca e di fascino infinito.

    Deneb

  12. avatar DENEB Official © says:

    Domande?

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