Illustrazione delle pelli di tamburo larghe 15 micrometri preparate su chip di silicio utilizzati nell'esperimento. Le pelli vibrano ad alta frequenza ultrasonica, e il peculiare stato quantistico predetto da Einstein fu creato dalle vibrazioni. Credito:Università Aalto/Petja Hyttinen &Olli Hanhirova, Architetti ARKH.
Forse la previsione più strana della teoria quantistica è l'entanglement, un fenomeno per cui due oggetti distanti si intrecciano in un modo che sfida sia la fisica classica che una comprensione del senso comune della realtà. Nel 1935, Albert Einstein ha espresso la sua preoccupazione per questo concetto, riferendosi ad esso come "azione spettrale a distanza".
Oggi, l'entanglement è considerato una pietra angolare della meccanica quantistica, ed è la risorsa chiave per una serie di tecnologie quantistiche potenzialmente trasformative. L'intreccio è, però, estremamente fragile, ed è stato precedentemente osservato solo in sistemi microscopici come la luce o gli atomi, e recentemente nei circuiti elettrici superconduttori.
In un lavoro recentemente pubblicato su Natura , un team guidato dal prof. Mika Sillanpää dell'Università di Aalto in Finlandia ha dimostrato che l'entanglement di oggetti massicci può essere generato e rilevato.
I ricercatori sono riusciti a portare i movimenti di due tamburi vibranti individuali, fabbricati da alluminio metallico su un chip di silicio, in uno stato quantico entangled. Gli oggetti macroscopici nell'esperimento sono davvero massicci rispetto alla scala atomica:le pelli circolari hanno un diametro simile alla larghezza di un sottile capello umano.
Il team comprendeva anche scienziati dell'Università del New South Wales Canberra in Australia, l'Università di Chicago, e l'Università di Jyväskylä in Finlandia. L'approccio adottato nell'esperimento si basava su un'innovazione teorica sviluppata dal Dr. Matt Woolley dell'UNSW e dal Prof. Aashish Clerk, ora all'Università di Chicago.
"I corpi vibranti sono fatti interagire tramite un circuito a microonde superconduttore. I campi elettromagnetici nel circuito sono usati per assorbire tutti i disturbi termici e per lasciare dietro di sé solo le vibrazioni quantomeccaniche, "dice Mika Sillanpää, descrivendo il setup sperimentale.
Eliminare ogni forma di rumore è fondamentale per gli esperimenti, per questo devono essere condotti a temperature estremamente basse vicine allo zero assoluto, a -273 gradi C. Sorprendentemente, l'approccio sperimentale consente all'insolito stato di entanglement di persistere per lunghi periodi di tempo, in questo caso fino a mezz'ora.
"Queste misurazioni sono impegnative ma estremamente affascinanti. In futuro, cercheremo di teletrasportare le vibrazioni meccaniche. Nel teletrasporto quantistico, le proprietà dei corpi fisici possono essere trasmesse su distanze arbitrarie usando il canale di "azione spettrale a distanza, "" spiega il dottor Caspar Ockeloen-Korppi, l'autore principale dell'opera, che ha anche eseguito le misurazioni.
I risultati dimostrano che ora è possibile avere il controllo su grandi oggetti meccanici in cui è possibile generare e stabilizzare stati quantistici esotici. Questo risultato non solo apre le porte a nuovi tipi di tecnologie e sensori quantistici, può anche consentire studi di fisica fondamentale in, Per esempio, l'interazione poco compresa tra gravità e meccanica quantistica.