Il Nobel per la fisica del 2022 è stato assegnato ad Alain Aspect, John F. Clauser e Anon Zeilinger «per i loro esperimenti con l’entanglement dei fotoni, che hanno permesso di stabilire la violazione delle diseguaglianze di Bell e per i lavori pioneristici nel campo della scienza dell’informazione quantistica».
I tre scienziati hanno dimostrato che possono essere osservate e studiate particelle “entangled” (intrecciate) ovvero che due particelle possono essere correlate, indipendentemente dalla distanza, in modo che a una variazione di una si abbia una variazione dell’altra. Questo processo, chiamato entanglement quantistico, è un fenomeno già ipotizzato agli esordi della meccanica quantistica e che per decenni ha fatto scervellare i migliori fisici di tutti i tempi, tra cui Einstein. Per diversi anni i fisici si sono chiesti se questa forma di comunicazione tra particelle ci fosse perché sono legate da variabili nascoste (istruzioni che dicono loro come comportarsi). Il Fisico John Stewart Bell stabilì, negli anni ‘60, che, se ci sono variabili nascoste, deve persistere un principio (una correlazione tra i risultati di un gran numero di misurazioni non deve mai superare un determinato valore) detto: disuguaglianza di Bell. I tre fisici nel corso degli anni hanno lavorato sulle idee di Bell con esperimenti pratici, e hanno fatto delle scoperte importantissime per il futuro della teoria quantistica, lavorando di squadra.
John Clauser (California, 1942) ha costruito un sistema che permette agli atomi di calcio di emettere fotoni entangled dopo essere stati illuminati da una luce speciale. Dalle misurazioni sono emersi dati supportati dalla meccanica quantistica che violavano chiaramente la disuguaglianza di Bell, dimostrando che la fisica quantistica non può essere sostituita da una teoria basata su variabili nascoste.
Alain Aspect (Francia, 1947) ha chiarito alcuni punti con dimostrazioni più raffinate e più condizioni sperimentali. Ha migliorato il sistema di Clauser riuscendo a far emettere fotoni entangled a frequenze più elevate, e i dati ottenuti sono stati ancora più incoraggianti.
Infine Anton Zeilinger (Austria, 1945) ha dimostrato, grazie ad un sistema innovativo basato su un cristallo e un laser, un fenomeno chiamato teletrasporto quantistico, che rende possibile trasferire uno stato quantistico da una particella all’altra a qualsiasi distanza istantaneamente.
Sembra un campo di indagini estremamente teorico e difficile da applicare alla vita di tutti i giorni, ma ha aperto le porte a computer quantistici potenti e velocissimi, sistemi di misurazione più precisi e metodi di crittografia più sicuri. Inoltre il progresso nel campo della fisica quantistica ci avvicina sempre di più alla formulazione della tanto discussa teoria del tutto che permette di unire meccanica classica e meccanica quantistica dando finalmente alla luce un'unica legge che governa l’universo.
-Mario Miale