International Space Station. Credits: ESA
Che succede se due dei settori più intriganti della scienza, la meccanica quantistica e l’esplorazione dello spazio, si incontrano? Lo scenario che hanno prospettato gli scienziati dell’Institute of Physics e della Deutsche Physikalische Gesellschaft sulle pagine del New Journal of Physics sembra molto interessante: inviare dei fotoni dalla Terra alla Stazione Spaziale Internazionale (Iss) per studiare le proprietà quantistiche della materia.
In particolare, gli scienziati vogliono studiare il cosiddetto entanglement, un meccanismo estremamente controintuitivo che coinvolge le coppie di particelle quantistiche identiche. Non è semplicissimo spiegare di cosa si tratta. Sostanzialmente, la meccanica quantistica prevede che le particelle microscopiche come fotoni ed elettroni siano contemporaneamente sia onde che particelle. E, al contrario degli oggetti macroscopici, non si trovano mai in uno stato definito, cioè non è possibile determinarne con esattezza tutte le variabili (per esempio posizione e velocità) che le caratterizzano. Se tutto questo vi suona già molto strano, l’entanglement è ancora peggio. “È un fenomeno che si verifica quando si creano due particelle quantistiche correlate, cioè strettamente legate tra loro”, spiega Alberto Peruzzo, ricercatore della Bristol University. “Tutti gli oggetti quantistici possono essere singolarmente in una sovrapposizione, o miscela, di stati diversi, e collassano, come si dice in gergo, su uno degli stati, quando vengono osservati. Supponiamo per semplicità che siano possibili due stati, zero e uno. Se si creano due particelle, una diretta a destra e una a sinistra, ad esempio, si ottiene uno stato entangled: in qualsiasi momento si misura una delle due, rivelandone lo stato, istantaneamente e simultaneamente si modifica anche la seconda.
Fonte/Leggi tutto → Galileonet.it
Albert Einstein famously described quantum entanglement as “spooky action at distance”; however, up until now experiments that examine this peculiar aspect of physics have been limited to relatively small distances on Earth.
In a new study published today, 9 April, in the Institute of Physics and German Physical Society’s New Journal of Physics, researchers have proposed using the International Space Station (ISS) to test the limits of this “spooky action” and potentially help to develop the first global quantum communication network. Their plans include a so-called Bell experiment which tests the theoretical contradiction between the predictions of quantum mechanics and classical physics, and a quantum key distribution experiment which will use the ISS as a relay point to send a secret encryption key across much larger distances than have already been achieved using optical fibres on Earth. Their calculations show that “major experimental goals” could already be achieved with only a few overhead passes of the ISS, with each of the experiments lasting less than 70 seconds on each pass.
Source/Continue reading → Phys.org
