Ottenuta a Delft, in Olanda, la prima verifica sperimentale loophole-free (senza scappatoie) di violazione della disuguaglianza di Bell. I risultati, pubblicati su Nature, rappresentano una convalida senza precedenti degli aspetti più controintuitivi della meccanica quantistica.
Il video seguente mostra come si è giunti alla verifica di questi giorni:

Caro Albert, qua tocca proprio rassegnarsi: meccanica quantistica batte plausibilità, senza possibilità d’appello. E quale che sia la misteriosa relazione fra Alice e Bob, certo è che non soggiace a quelle due assunzioni in apparenza così ragionevoli che sono il realismoe la località. A stabilirlo in modo pressoché definitivo, per la prima volta senza “scappatoie” (loopholes), un esperimento durato 18 giorni realizzato presso i laboratori della Technische Universiteit di Delft, in Olanda, sotto la guida di Bas Hensen eRonald Hanson, e pubblicato oggi su Nature.
Per farci un’idea della portata di questo risultato, conviene partire dal principio entrato definitivamente in crisi, quello appunto del realismo locale, stando al quale un’azione fra due o più entità non può propagarsi più veloce della luce (principio di località) e un’osservazione rivela proprietà fisiche preesistenti e indipendenti rispetto all’osservazione stessa (realismo, appunto). Un principio talmente ragionevole che lo stesso Albert Einstein proprio non poteva accettare di rinunciarvi, bollando le bizzarrie previste dalla meccanica quantistica, in particolare quelle relative a fenomeni d’entanglement, come “spettrali azioni a distanza” (spooky actions at a distance).
Una via elegante e percorribile per mettere sperimentalmente alla prova il realismo locale la indica un teorema formulato nel 1964 da John Bell. Da allora, d’esperimenti che si rifanno al teorema di Bell, in grado di misurare in laboratorio – o meglio, in coppie di laboratori – le sue disuguaglianze, se ne sono svolti a decine, dimostrando sperimentalmente la violazione delle disuguaglianze e consacrando così vincitrice la meccanica quantistica.
Ma un’ombra aleggiava fino a oggi su questi risultati: la possibilità di loopholes, ovvero di potenziali “scappatoie” che l’assetto sperimentale non fosse riuscito a escludere completamente. Anzitutto scappatoie relative alla separazione causale fra i due laboratori di volta in volta coinvolti: per mettere in crisi il principio di località con il rigore richiesto, devono essere sufficientemente distanti fra loro e dotati di apparati sufficientemente veloci da garantire che, anche comunicando alla velocità della luce, non possano “barare”, ovvero scambiarsi informazioni sui rispettivi stati e risultati. Ma anche scappatoie relative all’efficienza del sistema di misura: per sgombrare il campo dalla possibilità che vengano misurati alcuni eventi e non altri, e dunque che a invalidare il realismo sia proprio l’azione della misura sul risultato e non un errore di selezione, dev’essere tale da tenere conto di tutte le coppie in entanglement prodotte.
Ebbene, prima dell’esperimento di Delft queste due potenziali falle metodologiche erano state gestite con successo soltanto una per volta, mai entrambe allo stesso tempo. Per tappare tutti i loopholes, Hensen e colleghi hanno fatto ricorso a un assetto sperimentale un po’ diverso da quello standard: tre laboratori, invece dei due canonici, con Alice e Bob (A e B, i due laboratori principali) a 1280 metri di distanza l’uno dall’altro e il laboratorio di misura C più o meno a metà strada. In A in B hanno poi generato coppie elettrone-fotone in entanglement, con l’elettrone intrappolato grazie a un’impurità (un centro NV, ovvero una lacuna abbinata a un atomo d’azoto) nel reticolo d’un chip di diamante raffreddato a 4K e il fotone inviato, tramite fibra ottica, al laboratorio C. Mentre in A e B i dispositivi misuravano, dopo aver variato in modo casuale l’assetto della misura stessa, lo spin dei due elettroni registrando di volta in volta il risultato, in C si valutava, confrontando i due fotoni ricevuti, se gli elettroni di A e B si trovassero in stato d’entanglement. Eventualità che, durante le 220 ore di durata dell’esperimento, s’è presentata circa una volta all’ora. Per l’esattezza, 245 volte: un numero sufficiente per un test statisticamente significativo della disuguaglianza di Bell.
In base ai principi del realismo locale, il valore dei risultati dovrebbe essere in media minore o uguale a 2. Il numero ottenuto al termine dell’esperimento è invece superiore – 2.42 – dimostrando così la violazione della disuguaglianza.
E confermando, per la prima volta senza “scappatoie”, che il realismo locale deve alzare bandiera bianca innanzi alle previsioni teoriche della meccanica quantistica.

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Si chiama Kic 8462852. Ed è una stella a dir poco bizzarra. Invisibile a occhio nudo, si trova nella Via Lattea e dista circa 1500 anni luce dalla Terra. La particolarità sta nel fatto che la luce che emette, come ha evidenziato la sonda Kepler, cacciatore ufficiale di esopianeti per conto della Nasa, che la sta tenendo d’occhio da oltre quattro anni, ha delle insolite oscillazioni, non periodiche e abbastanza estreme che sembra indicare, come sostiene uno studio appena pubblicato sul server di pre-print ArXiv, che un insieme di oggetti misteriosi – o un unico grande oggetto, dalle dimensioni molto maggiori perfino rispetto ai super-pianeti del Sistema solare, come Giove e Saturno – copre la stella, oscurandone la luminosità.

Un fenomeno finora mai osservato, che qualcuno ha addirittura pensato di spiegare tirando in ballo misteriose civiltà extraterrestri che avrebbero costruito delle megastrutture orbitanti attorno alla stella.

Un momento. Torniamo con i piedi per terra. “Gli alieni”, spiega a The Atlantic Jason Wright, astronomo della Penn State University, “sono davvero l’ultima ipotesi da considerare. Anche se l’oggetto che copre la stella, in effetti, sembra proprio qualcosa che ci si potrebbe aspettare da una civiltà aliena avanzata [le cosiddette sfere di Dyson, nda]”. In particolare, il pattern di luminosità osservato dagli scienziati suggerisce che attorno a Kic 8462852 stia orbitando, in formazione molto ravvicinata, un’enorme poltiglia di materia polverosa, un fenomeno che non sarebbe molto strano se fossimo nelle prime fasi di vita del Sistema solare, circa quattro miliardi e mezzo di anni fa, quando la materia ancora non si era organizzata in pianeti e satelliti, o se la stella fosse molto giovane.

Ma sembra che le cose stiano diversamente: Kic 8462852 è una stella matura. E vi orbita attorno una massa abbastanza grande da oscurarne un quinto della luce emessa: il paradosso è che, se questa massa avesse la stessa età della stella, si sarebbe già dovuta addensare per effetto della gravità. O, al massimo, sarebbe dovuta essere ingoiata dalla stella stessa. Ma sembra non essere così.

Quale, allora, la spiegazione? Il punto è proprio questo: non ci sono, almeno per ora, spiegazioni credibili. L’ipotesi più accreditata, ma tutta da verificare, prevede che una gigantesca nube di comete, trascinata da un’altra stella, sia finita nell’orbita di Kic 8462852. E che questi oggetti si stiano lentamente disgregando per effetto del moto di rivoluzione, il che potrebbe aver originato un pattern di luminosità così bizzarro.

Wright, comunque, ha fatto notare che si tratta di un’ipotesi abbastanza controversa: “È difficile immaginare come delle comete possano oscurare così tanto la luce della stella: dovrebbero essere davvero tante. E saremmo dovuti essere stati così fortunati da averle osservate proprio nel momento in cui transitavano in blocco davanti alla stella”. In ogni caso, per ora, si tratta della spiegazione più plausibile. Alieni a parte.