Mercoledì, 19 Dicembre 2018

Generata una forma di luce completamente nuova

Scienza e Tecnica
Da un esperimento del Mit è arrivata la prima dimostrazione che è possibile far interagire le particelle di luce (fotone: Christine Daniloff/MIT)
© ANSA

Generato un nuovo tipo di luce: le sue particelle, i fotoni, 'parlano' tra loro, a differenza di quanto succede nella luce normale. Inoltre in questa nuova forma della luce, i fotoni non viaggiano singolarmente ma in grappoli, e questa caratteristica li rende 100.000 volte più lenti. Potrebbe essere la chiave per i futuri computer quantistici, che potranno fare calcoli oggi impossibili. Pubblicato sulla rivista Science, il risultato si deve ai ricercatori guidati da Vladan Vuletic, del Massachusetts Institute of Technology (Mit), e Mikhail Lukin, dell'università di Harvard.

"E' una forma di luce completamente nuova" ha detto all'ANSA Tommaso Calarco, direttore del centro di Scienza e Tecnologia Quantistica delle università tedesche di Ulm e Stoccarda. Per i fisici, l'interazione dei fotoni è un sogno che si realizza dopo decenni. Infatti "i fotoni normalmente non 'parlano' tra loro" ha osservato Calarco. Riuscire a farli comunicarefondamentale per utilizzarli come unità di informazione dei computer quantistici".

I computer del futuro infatti si baseranno sui cosiddetti bit quantistici, ossia i 'qubit', che possono assumere più di due stati: 1, 0 ma anche stati sovrapposti, memorizzando molti più dati e che per questo possono elaborare le informazioni molto più velocemente. "Come possiamo pensare - ha detto Calarco - di fare una semplice addizione e quindi unire tra loro due qubit, se questi si ignorano e quindi non si scambiano informazioni?".

I ricercatori, ha spiegato, sono riusciti a superare questo ostacolo con uno 'stratagemma': "hanno usato degli atomi come 'intermediari' per far dialogare tra loro i fotoni". Nell'esperimento è stata usata come 'mediatrice' una nuvola di atomi di rubidio, che è stata raffreddata a temperature vicine allo zero assoluto per immobilizzare gli atomi.

Quindi i ricercatori hanno 'sparato' nella nube un raggio di luce laser e osservato il raggio di luce in uscita dalla nube. Quello che hanno visto i fisici ha realizzato un sogno: i fotoni non uscivano singolarmente ma "a grappoli di due e tre particelle, simili alle ciliegie" ha spiegato Calarco. Ciò significa che i fotoni avevano interagito tra loro, attraverso gli atomi.

In pratica, ha detto l'esperto: i fotoni entrati nella nube hanno 'parlato' con gli atomi e c'è stato uno scambio di informazioni che ha fatto accoppiare le particelle. La luce in uscita esibiva anche un'altra proprietà molto particolare: le sue particelle erano molto più lente. Mentre i fotoni normalmente viaggiano a 300.000 chilometri al secondo, i fotoni accoppiati viaggiavano circa 100.000 volte più lentamente. Questo perché, hanno spiegato i ricercatori, i fotoni singoli non hanno massa, mentre quelli legati tra loro avevano acquisito una frazione della massa di un elettrone.

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