Fonte: YouTube
Per la prima volta gli scienziati hanno separato una particella da una delle sue proprietà fisiche, creando uno “Stregatto quantistico”. Il fenomeno prende il nome dal curioso felino di Alice nel Paese delle Meraviglie, che scompare lasciando solo il suo ghigno. I ricercatori hanno preso un fascio di neutroni e li hanno separati dal loro momento magnetico, come i passeggeri e i loro bagagli ai controlli aeroportuali. Lo stesso trucco di separazione potrebbe in linea di principio essere eseguito con qualsiasi proprietà di qualsiasi oggetto quantistico, sostengono i ricercatori dell’Università di Tecnologia di Vienna. La loro tecnica potrebbe avere un’utile applicazione in metrologia, aiutando a filtrare i disturbi durante le misurazioni di alta precisione dei sistemi quantistici.
Nel classico racconto per bambini di Lewis Carroll, lo Stregatto scompare gradualmente, lasciando solo il suo sorriso malizioso. Questo spinge Alice a esclamare: “Bene! Ho visto spesso un gatto senza sorriso, ma un sorriso senza gatto! È la cosa più curiosa che abbia mai visto in vita mia!”. Nel mondo a noi familiare, un oggetto e le sue proprietà sono sempre legati tra loro. Una palla che ruota, per esempio, non può separarsi dalla sua rotazione. Ma la teoria quantistica prevede che una particella (come un fotone o un neutrone) possa separarsi fisicamente da una delle sue proprietà, come la sua polarizzazione o il suo momento magnetico (la forza del suo accoppiamento con un campo magnetico esterno).
L’analogia felina è un cenno al Gatto di Schrodinger, il famigerato esperimento di pensiero in cui un gatto in una scatola è contemporaneamente vivo e morto, illustrando un fenomeno quantistico noto come superposizione. Per dimostrare che lo Stregatto non è solo una teoria carina, i ricercatori hanno utilizzato un sistema sperimentale noto come interferometro, presso l’Istituto Laue-Langevin (ILL) di Grenoble, in Francia. Un fascio di neutroni è stato fatto passare attraverso un cristallo di silicio, facendogli percorrere due strade diverse, come i passeggeri e i loro bagagli ai controlli aeroportuali. Applicando filtri e una tecnica nota come “post-selezione”, sono stati in grado di rilevare la separazione fisica dei neutroni dal loro momento magnetico, misurato dalla direzione del loro spin.
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I ricercatori hanno spiegato: “Il sistema si comporta come se i neutroni attraversassero un percorso del fascio, mentre il loro momento magnetico viaggia lungo l’altro”. Per scorgere questo Stregatto è necessaria quella che i fisici quantistici chiamano “misurazione debole”, in cui si interagisce con un sistema in modo così delicato da evitare di farlo collassare da uno stato quantistico a uno classico. Secondo il team, il loro delicato apparato potrebbe avere utili applicazioni nella metrologia di alta precisione. Per esempio, si potrebbe immaginare una situazione in cui il momento magnetico di una particella mette in ombra un’altra proprietà della particella che si vuole misurare con molta precisione”. “L’effetto gatto del Cheshire potrebbe portare a una tecnologia che consenta di separare il momento magnetico indesiderato in una regione in cui non causa alcun disturbo alla misurazione di alta precisione dell’altra proprietà”.
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