Scienziati dell'Università di Basilea e del Laboratoire Kastler Brossel di Parigi hanno realizzato per la prima volta una rivoluzionaria misurazione quantistica utilizzando nubi atomiche intrecciate spazialmente separate. La ricerca, pubblicata oggi sulla rivista Science, dimostra come l'intreccio quantomeccanico possa misurare simultaneamente molteplici parametri fisici con una precisione senza precedenti.
Il team internazionale, guidato dal Prof. Dr. Philipp Treutlein di Basilea e dalla Prof.ssa Dr. Alice Sinatra di Parigi, ha sviluppato un approccio innovativo che intreccia gli spin atomici all'interno di una singola nube prima di dividerla in tre parti spazialmente separate ma connesse quantisticamente. Questa tecnica consente ai ricercatori di misurare le variazioni del campo elettromagnetico con una precisione significativamente migliorata rispetto ai sistemi atomici indipendenti convenzionali.
Il ricercatore post-dottorato Yifan Li ha spiegato che nessuno aveva precedentemente eseguito una tale misurazione quantistica con nubi atomiche intrecciate spazialmente separate, e che il quadro teorico per tali misurazioni era rimasto poco chiaro fino ad ora. Con solo poche misurazioni, il team ha determinato le distribuzioni di campo con una precisione nettamente migliore di quanto ci si sarebbe aspettati senza intreccio spaziale.
Le applicazioni pratiche di questa svolta sono sostanziali. Un uso immediato è negli interferometri atomici, che misurano l'accelerazione gravitazionale della Terra. Utilizzando l'approccio dell'intreccio, i gravimetri possono ora misurare le variazioni spaziali della gravità con una precisione più elevata che mai. Il dottorando Lex Joosten ha osservato che questi protocolli di misurazione possono essere applicati direttamente agli strumenti di precisione esistenti come gli orologi a reticolo ottico.
Questo risultato rappresenta un passo significativo verso i sensori quantistici di prossima generazione che potrebbero rivoluzionare campi dalla navigazione all'esplorazione geologica. La ricerca dimostra che il paradosso di Einstein-Podolsky-Rosen, a lungo considerato una curiosità filosofica, ha ora applicazioni pratiche concrete nella metrologia.
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