Di: Hamish Johnston
L'importanza di includere "percorsi non classici" esotici nelle analisi dell'interferenza quantica è stata dimostrata sperimentalmente dai fisici in India.Urbasi Sinha e i suoi colleghi del Raman Research Institute di Bangalore hanno misurato il modello di interferenza prodotto dalle microonde mentre navigavano attraverso tre barriere parallele. I loro risultati mostrano che il modello non può essere calcolato semplicemente ipotizzando che i fotoni a microonde viaggiano attraverso "percorsi classici" attraverso le barriere. Invece, tutti i possibili percorsi attraverso le barriere - tra cui la tessitura attraverso molteplici lacune - devono essere considerati.
Uno dei capisaldi della teoria dei quanti è il fatto che le particelle possono anche comportarsi come onde. Ciò può essere dimostrato dall'esperimento della doppia fenditura, che consiste nel far scoppiare un flusso di particelle come gli elettroni attraverso due fessure adiacenti e osservare l'accumulo di un modello di interferenza simile ad un'onda su uno schermo sull'altro lato delle fenditure. Tuttavia, ciascuna particella viene rilevata come un piccolo punto all'interno del modello, suggerendo che anche le particelle sono entità discrete.
Questo schema a doppia fenditura può essere calcolato trattando il sistema come una sovrapposizione di onde che attraversano una fenditura e le onde che attraversano l'altra fenditura. Tuttavia, nel 1986 il fisico giapponese Haruichi Yabuki mostrò che questa è un'approssimazione perché ignora la minima possibilità che una particella possa percorrere un percorso non classico attraverso le fenditure. Un esempio di tale percorso è quando una particella attraversa una fessura e poi torna indietro attraverso l'altra fessura e quindi attraverso la prima verso il rivelatore.
RSF-in prospettivaMentre il principio di sovrapposizione dell'interpretazione Heisenberg-Bohr (Copenaghen) della meccanica quantistica è il modello predominante utilizzato nelle interpretazioni degli esperimenti quantistici, non è l'unico valido. La teoria de Broglie-Bohm Pilot Wave, ad esempio, fa le stesse previsioni e spiegazioni, come le traiettorie esotiche, come modelli che utilizzano una sovrapposizione ma mantiene il realismo (il campo d'onda è reale, non solo un oggetto matematico
Piccolo effetto
Rilevatore mobile
Nel 2014, un team guidato da Sinha ha utilizzato la formulazione integrale del percorso della meccanica quantistica per calcolare l'effetto di percorsi non classici sul modello di interferenza da tre fessure. I calcoli hanno rivelato che la deviazione da una semplice sovrapposizione dipende dalla dimensione della lunghezza d'onda di de Broglie della particella. L'effetto è minuscolo per gli elettroni e la luce visibile - essendo una parte in 10 8 e una parte in 10 5 rispettivamente - che è troppo piccola per essere rilevata.
Tuttavia, hanno dimostrato nel 2014 che la deviazione è molto più grande per i fotoni a microonde e ora Sinha e colleghi hanno fatto un esperimento che ha misurato questa deviazione per la prima volta.
Invece di usare tre fessure, il team ha fatto un esperimento "triplo slot" in cui il modello di interferenza viene creato quando le particelle quantistiche incontrano tre barriere (slot) alla loro propagazione. Le slot piuttosto che le fessure sono state utilizzate per motivi pratici legati alle dimensioni e al costo dell'esperimento.
Il team ha utilizzato un'antenna a tromba piramidale per generare un fascio di fotoni a microonde con una lunghezza d'onda di 5 cm. Il raggio era diretto a tre barriere che assorbono le microonde con tre fessure, ciascuna larga 10 cm e separate da 3 cm. Un rivelatore a microonde era situato dietro le fessure, dove può essere spostato in modo molto preciso per acquisire il modello di interferenza risultante. Le fessure erano situate a metà strada tra la sorgente e il rilevatore, distanti 2,5 m.
Il team ha misurato una deviazione del 6% dal principio di sovrapposizione confermando in tal modo l'importanza dei percorsi non classici. Sottolineano inoltre che la loro osservazione ha implicazioni per la radioastronomia, dove gli array di rivelatori sono usati per creare grandi radiotelescopi usando il principio di sovrapposizione. Descrivendo i loro risultati nel New Journal of Physics , il team sottolinea che tali deviazioni potrebbero influenzare le osservazioni fatte usando array, in particolare in esperimenti di precisione sull'astronomia.
Articolo: percorsi esotici non classici influenzano l'interferenza quantistica; articolo originale del mondo della fisica
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