(Phys.org)—I fisici hanno dimostrato le correlazioni di Bell nel più grande sistema fisico fino ad oggi, un insieme di mezzo milione di atomi a una temperatura ultrafredda di 25 µK. La presenza di correlazioni di Bell indica che tutti gli atomi condividono correlazioni quantistiche non locali tra loro. Queste correlazioni potrebbero un giorno essere utilizzate nei sistemi di informazione quantistica e per progettare nuovi test di meccanica quantistica.

I ricercatori, guidato da Mark Kasevich alla Stanford University, hanno pubblicato un articolo sul grande sistema che mostra correlazioni quantistiche di tipo Bell in un recente numero di Lettere di revisione fisica .

"I nostri risultati illustrano la ricchezza degli stati quantistici a molti corpi che coinvolgono molti sistemi entangled, "Kasevich ha detto Phys.org . "Si sa poco a questa frontiera."

Per utilizzare le correlazioni quantistiche per scopi pratici, le correlazioni devono essere misurate. Fino a poco tempo fa, l'unico modo per misurare le correlazioni di Bell in un sistema di atomi (o altri componenti) era misurare le correlazioni tra tutti i singoli atomi. Ma qualche anno fa, i fisici hanno sviluppato un nuovo metodo per misurare le correlazioni di Bell che non richiede la misurazione dei singoli componenti, ma può essere fatto misurando le proprietà collettive del sistema nel suo insieme. L'anno scorso, gli scienziati hanno usato questo metodo per dimostrare le correlazioni di Bell in un condensato di Bose-Einstein di circa 500 atomi.

Nel nuovo studio, i ricercatori hanno aumentato questo numero a un record di 500, 000 atomi. Per fare questo, hanno usato un metodo chiamato spin spremitura, in cui hanno iniziato preparando tutti gli spin degli atomi in una sovrapposizione di stati su e giù. I ricercatori hanno quindi ridotto (o "schiacciato") l'incertezza di un componente di spin al di sotto del valore consentito per gli atomi non correlati, che aumenta simultaneamente l'incertezza della componente di spin coniugata per soddisfare il principio di indeterminazione. Effettuando misurazioni collettive sulle proprietà di spin dell'intero sistema, i ricercatori hanno dimostrato che gli stati di spin mostrano correlazioni al di là di quanto previsto dalla fisica classica.

Attualmente, non è chiaro esattamente come le correlazioni di Bell non locali possano essere utilizzate in sistemi così grandi. Nei sistemi più piccoli, Le correlazioni di campana sono state utilizzate per generare numeri casuali, che hanno applicazioni in crittografia. I fisici si aspettano anche che i metodi sperimentali usati qui possano essere usati per testare le previsioni della teoria quantistica.

"Speriamo di testare la meccanica quantistica in modi nuovi con versioni spazialmente estese degli stati utilizzati in questo lavoro, Kasevich ha detto. "Immagina uno stato quantistico a molti corpi che si estende per oltre un metro e coinvolge migliaia di particelle correlate. Gli stati spremuti utilizzati per questo lavoro hanno anche un'applicazione pratica nei sensori, in quanto possono essere sfruttati per ridurre il rumore del sensore."

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