ENTANGLEMENT

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La parola inglese “Entanglement” può essere tradotta in italiano , con il termine “intreccio“. È un fenomeno fisico-quantistico la cui definizione appropriata riporta a un legame “indissolubile” tra particelle, (principalmente fotoni), correlate o venute a contatto tra loro. Esse presenteranno un legame inscindibile anche a considerevoli distanze . Ogni intervento sul sistema, a partire dalla  semplice osservazione, provocherà il cambiamento di una delle due particelle ma, istantaneamente, causerà una modifica nell’altra a cui è legata. La suddetta reazione è indipendente dalla distanza esistente tra loro e dal fatto che possano trovarsi in due sistemi fisicamente isolati. Questo fenomeno è l’evidente manifestazione del “Principio di non località” che insieme al “Principio d’indeterminazione” di Heisenberg sono alla base della fisica quantistica. Un legame entangled tra due particelle , presuppone una “comunicazione” istantanea, vale a dire, a una velocità maggiore della luce ( 299.792.458 m/s ). Questo fatto portò A. Einstein, il padre della Relatività, a dileggiare il fenomeno considerandolo una ” azione fantasmatica a distanza”. Einstein in collaborazione con gli scienziati, Podolsky e Rosen, propose il paradosso EPR , con l’intento di esaltare i difetti della nascente teoria Quantistica.  Fu proprio in quell’occasione che Schrödinger (1935) coniò il termineEntanglement. Di seguito riposto la  spiegazione che diede del fenomeno:  “Quando due sistemi , dei quali conosciamo gli stati sulla base della loro rispettiva rappresentazione , subiscono una interazione fisica temporanea dovuta a forze note che agiscono tra di loro , e quando, dopo un certo periodo di mutua interazione , i sistemi si separano nuovamente , non possiamo più descriverli come prima dell’interazione , cioè dotando ognuno di loro di una propria rappresentazione” (Schrödinger, 1935).

 

 

 

La difficoltà nel poter concepire un tale fenomeno è data dal fatto che la nostra mente si è abituata a vedere in ogni evento un legame  causa-effetto. Al contrario,  il mondo quantistico, sembra avere una propria legge universale, cioè una legge di casualità . Ebbene, quando si considera il micro mondo delle particelle , la loro presenza  in un certo spazio o con  una certa quantità di moto è accertabile solo con un determinato scarto.

 

Molti fisici e filosofi sono stati affascinati e influenzati nel loro pensiero dai misteri quanto-meccanici. Uno dei più eleganti esperimenti , che verrà negli anni riprodotto e migliorato fa riferimento al medico e fisico Thomas Young  (1802). Una sorgente di luce era posta davanti ad una parete con due fenditure , al di là della quale era posizionato uno schermo fotosensibile. I risultati di Young dimostrarono che la luce come qualsiasi onda , interferiva con se stessa quando passava attraverso le due fenditure. Al tempo, la luce era considerata sia un’onda elettromagnetica che un corpuscolo. La teoria quantistica nacque un secolo dopo , grazie all’opera del fisico Max Planck , che propose un’idea di energia divisa in piccoli “pacchetti” , chiamati quanti. Nel 1905 Einstein utilizzò ilfenomeno fotoelettrico per dimostrare la ragionevolezza delle teorie di Planck, dando vita a un legame ancora più forte traipotesi ondulatoria e corpuscolare della luce . Nel 1924 De Broglie associava ad ogni particella massiva un’onda “pilota”, ma solo con l’opera di Schrödinger venne elaborata un’equazione atta a descrivere la propagazione dell’onda associata ad una particella. Siamo convinti che fare una scelta precluda ogni altra possibilità se non la scelta fatta, sappiamo, infatti, che non è possibile percorrere due strade nella stesso istante. Ma ecco cosa accadde quando negli stessi anni, l’esperimento di Young venne riprodotto , usando questa volta una sorgente tale da emettere un solo fotone alla volta . La figura di interferenza era ancora presente! Risultato: la particella interferiva con se stessa.. Nel 1983, il fisico Shih e il suo gruppo osservarono, grazie ai rilevatori, che nel momento in cui rilevavano in quale delle due fenditure il fotone fosse passato, la figura d’interferenza scompariva . Incredibile,Il fotone sembrava rendersi conto di essere osservato. Questo comportava che la particella potesse in qualche modo scambiare informazioni con il sistema e con i fotoni generati dalla sorgente.

 

Nel 1985, Alain Aspect dimostrò a livello microscopico la veridicità dell’entaglement. Grazie ad un atomo di calcio eccitato( la nostra sorgente ) , venivano emessi due fotoni correlati che si muovevano in direzioni opposte ( dir. A e B ). L’esperimento dimostrava definitivamente , con uno scarto minimo delle misurazioni,  la corrispondenza tra particelle correlate e l’effetto Entanglement . In fine, Anton Zeillinger, professore all’Università di Innsbruck, famoso per aver realizzato nel 1998 il trasporto quantistico con i fotonientangled , riuscì a dimostrare sperimentalmente che anche elementi massivi , quali i neutroni , assumevano una figura d’interferenza nell’esperimento della doppia fenditura . I risultati ottenuti confermaro nuovamente la teoria di De Broglie.

 

L’affascinante mistero quanto-meccanico continua ancora oggi a coinvolgere scienziati e lettori. La difficoltà nel comprendere certi fenomeni non dovrebbe spaventarci, quanto invece spingerci a continuare gli studi e le osservazioni. Dietro a questo grande velo , si nasconde meravigliosi mondi  da esplorare .

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