Un approccio per misurare il tempo di tunneling prevede l’osservazione dell’interferenza tra due stati quantistici, uno dei quali sperimenta il tunneling e l’altro funge da riferimento. Questo concetto viene spesso realizzato attraverso esperimenti noti come "esperimenti di ritardo di tunneling quantistico" o "esperimenti di interferenza quantistica".
In questi esperimenti, un fascio di particelle, come elettroni o fotoni, viene diviso in due percorsi, creando una sovrapposizione coerente di stati. Un percorso include una barriera attraverso la quale le particelle possono attraversare un tunnel, mentre l'altro percorso funge da riferimento senza barriera. I due fasci vengono quindi ricombinati e la figura di interferenza formata contiene informazioni sulla differenza di fase tra le componenti tunneling e non tunneling.
Misurando attentamente la figura di interferenza, diventa possibile dedurre informazioni sul ritardo temporale introdotto dal processo di tunneling. Questo ritardo può essere attribuito al tempo finito necessario affinché la particella passi attraverso la barriera, fornendo informazioni sulla dinamica transitoria del tunneling quantistico.
Tuttavia, misurare il tempo di tunneling è molto impegnativo a causa degli effetti di decoerenza. La decoerenza è la perdita di coerenza quantistica causata dalle interazioni con l'ambiente, che può offuscare il modello di interferenza e oscurare le precise informazioni temporali. Per mitigare questo problema, gli esperimenti vengono condotti in ambienti attentamente controllati con bassi livelli di rumore e decoerenza.
Un'altra tecnica sperimentale per sondare il tempo di tunneling prevede la spettroscopia ad attosecondi, in cui vengono utilizzati impulsi di luce estremamente brevi nell'intervallo degli attosecondi (1 attosecondo =10^-18 secondi) per catturare la dinamica ultraveloce del tunneling. Manipolando e osservando l'evoluzione temporale del tunneling quantistico, gli scienziati mirano a scoprire le scale temporali associate a questo processo.
In conclusione, misurare la durata precisa del tunneling quantistico rimane un compito complesso a causa delle difficoltà legate all’osservazione e alla distinzione del comportamento transitorio delle particelle durante il processo di tunneling. Gli esperimenti di interferenza quantistica e la spettroscopia ad attosecondi sono tra le tecniche impiegate per ottenere informazioni dettagliate sui tempi del tunneling quantistico, fornendo informazioni preziose per far avanzare la nostra comprensione della meccanica quantistica.
