Gli scienziati hanno scoperto un nuovo meccanismo coinvolto nella creazione di particelle di luce accoppiate, che potrebbe avere un impatto significativo sullo studio della fisica quantistica.

I ricercatori dell'Università dell'East Anglia (UEA) hanno dimostrato che quando i fotoni, le particelle fondamentali della luce, vengono creati in coppia, possono emergere da diversi, piuttosto che lo stesso, Posizione.

La ricerca innovativa potrebbe avere implicazioni significative per la fisica quantistica, le basi teoriche della fisica moderna. Fino ad ora, l'assunto generale era che tali coppie di fotoni provenissero necessariamente da singoli punti nello spazio.

L'entanglement quantistico - quando le particelle sono collegate così strettamente che ciò che influenza l'una influisce direttamente sull'altra - è ampiamente utilizzato nei laboratori in numerosi processi dalla crittografia quantistica al teletrasporto quantistico.

Il team UEA stava studiando un processo chiamato down-conversion parametrico spontaneo (SPDC), in cui i fasci di fotoni vengono fatti passare attraverso un cristallo per generare coppie di fotoni entangled.

Il professor David Andrews della School of Chemistry dell'UEA ha dichiarato:"Quando le coppie emergenti condividono equamente l'energia dell'input, questo è noto come down-conversion degenerato, o DDC.

"Fino ad ora, si è ipotizzato che tali fotoni accoppiati provengano dalla stessa posizione. Ora, l'identificazione di un nuovo meccanismo delocalizzato mostra che ogni coppia di fotoni può essere emessa da punti spazialmente separati, introducendo una nuova incertezza posizionale di origine quantistica fondamentale."

L'entanglement degli stati quantistici in ciascuna coppia ha importanti applicazioni nel calcolo quantistico - sistemi di calcolo teorici che potrebbero potenzialmente elaborare problemi di big data a velocità incredibili - così come in altre aree della fisica quantistica.

I risultati sono significativi anche perché pongono limiti alla risoluzione spaziale. Il professor Andrews ha detto:"Tutto ha una certa 'confusione' quantistica, e i fotoni non sono i piccoli e duri proiettili di luce comunemente immaginati".

Lo studio "Generazione non localizzata di coppie di fotoni correlate nella conversione verso il basso degenerata" di Kayn A. Forbes, Jack S. Ford, e David L. Andrews è pubblicato sulla rivista Lettere di revisione fisica .