Fisica

Al Cnr misurata
la forma della luce

Come l'acqua in uno dei romanzi di Andrea Camilleri, anche la luce non ha una forma propria ma assume quella del 'recipiente' che la contiene. In particolare, un qualsiasi stato quantistico della luce non è altro che una maniera specifica di occupare questo 'contenitore vuoto', il cosiddetto 'modo', che descrive la forma spaziale e temporale del campo elettromagnetico.

Al Cnr misurata
la forma della luce

 Come l'acqua in uno dei romanzi di Andrea Camilleri, anche la luce non ha una forma propria ma assume quella del 'recipiente' che la contiene. In particolare, un qualsiasi stato quantistico della luce non e' altro che una maniera specifica di occupare questo 'contenitore vuoto', il cosiddetto 'modo', che descrive la forma spaziale e temporale del campo elettromagnetico. 
Per la prima volta  è stata misurata la 'forma' della particella della luce, ilfotone. Il risultato si deve a un gruppo di ricerca italiano dell'Istitutonazionale di ottica del Consiglio Nazionale delle Ricerche di Sesto Fiorentino(Ino-Cnr), guidato da Marco Bellini e Alessandro Zavatta. Il lavoro, che aprela strada a nuovi schemi di codifica dell'informazione quantistica per icomputer del futuro, è in corso di pubblicazione sulla rivista Physical ReviewLetters.
I ricercatori hanno dimostrato una tecnicache unisce per la prima volta concetti dell'ottica quantistica e dell'otticaultraveloce, per misurare e analizzare la forma di stati quantistici luminosidella durata di poche decine di femtosecondi.
''Per esempio, un singolo fotone,che corrisponde al riempimento del 'contenitore' con un solo quanto dieccitazione, può assumere infinite forme diverse a seconda del modo cheoccupa'', osserva Bellini. ''La maggior parte delle possibili applicazionidelle proprietà quantistiche della luce a nuove tecnologie quali comunicazione,computazione o metrologia quantistica - prosegue - dipende dalla perfettaconoscenza di tale forma''. Se non si possiede tale conoscenza, manipolare,rivelare e utilizzare gli stati quantistici di luce diventa poco efficiente oaddirittura impossibile.
Dopo aver misurato la forma del fotone, i ricercatorihanno dimostrato come utilizzare questa capacità per nuovi schemi dicodifica dell'informazione quantistica. ''Se si assegnano alle varie formeassumibili dal fotone le diverse lettere dell'alfabeto - spiega il ricercatore- saremo poi in grado di leggere non soltanto tali lettere, ma anche tutte leloro sovrapposizioni quantistiche. La possibilità di utilizzare questo metodoper la comunicazione quantistica, offrirebbe enormi vantaggi rispetto aglischemi standard di codifica delle informazioni quantiche basati sui cosiddetti'qubit', cioè su un 'alfabeto' con due soli possibili stati di polarizzazionedella luce''.
 Come l'acqua in uno dei romanzi di Andrea Camilleri, anche la luce non ha una forma propria ma assume quella del 'recipiente' che la contiene. In particolare, un qualsiasi stato quantistico della luce non è altro che una maniera specifica di occupare questo 'contenitore vuoto', il cosiddetto 'modo', che descrive la forma spaziale e temporale del campo elettromagnetico. 


Per la prima volta  è stata misurata la 'forma' della particella della luce, ilfotone. Il risultato si deve a un gruppo di ricerca italiano dell'Istitutonazionale di ottica del Consiglio Nazionale delle Ricerche di Sesto Fiorentino(Ino-Cnr), guidato da Marco Bellini e Alessandro Zavatta. Il lavoro, che aprela strada a nuovi schemi di codifica dell'informazione quantistica per icomputer del futuro, è in corso di pubblicazione sulla rivista Physical ReviewLetters.


I ricercatori hanno dimostrato una tecnicache unisce per la prima volta concetti dell'ottica quantistica e dell'otticaultraveloce, per misurare e analizzare la forma di stati quantistici luminosidella durata di poche decine di femtosecondi.


''Per esempio, un singolo fotone,che corrisponde al riempimento del 'contenitore' con un solo quanto dieccitazione, può assumere infinite forme diverse a seconda del modo cheoccupa'', osserva Bellini. ''La maggior parte delle possibili applicazionidelle proprietà quantistiche della luce a nuove tecnologie quali comunicazione,computazione o metrologia quantistica - prosegue - dipende dalla perfettaconoscenza di tale forma''. Se non si possiede tale conoscenza, manipolare,rivelare e utilizzare gli stati quantistici di luce diventa poco efficiente oaddirittura impossibile.

Dopo aver misurato la forma del fotone, i ricercatorihanno dimostrato come utilizzare questa capacità per nuovi schemi dicodifica dell'informazione quantistica.

 ''Se si assegnano alle varie formeassumibili dal fotone le diverse lettere dell'alfabeto - spiega il ricercatore- saremo poi in grado di leggere non soltanto tali lettere, ma anche tutte leloro sovrapposizioni quantistiche. La possibilità di utilizzare questo metodoper la comunicazione quantistica, offrirebbe enormi vantaggi rispetto aglischemi standard di codifica delle informazioni quantiche basati sui cosiddetti'qubit', cioè su un 'alfabeto' con due soli possibili stati di polarizzazionedella luce''.

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