Misurata la ‘forma’ del fotone

Per la prima volta i ricercatori dell’Istituto nazionale di ottica del Cnr hanno misurato la complessa forma temporale di un singolo quanto di eccitazione. Lo studio, in corso di pubblicazione su Physical Review Letters, permette di indagare più in dettaglio la struttura quantistica della luce e apre la strada a nuove possibilità applicative in tecnologie sempre più sicure, efficienti e innovative

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. Ricercatori dell’Istituto nazionale di ottica del Consiglio nazionale delle ricerche di Sesto Fiorentino (Ino-Cnr), guidati da Marco Bellini e Alessandro Zavatta, hanno dimostrato una tecnica che unisce per la prima volta concetti dell’ottica quantistica e di quella ultraveloce, per misurare e analizzare la forma di stati quantistici luminosi della durata di poche decine di femtosecondi. La ricerca è in corso di pubblicazione su Physical Review Letters.

“Per esempio, un singolo fotone, che corrisponde al riempimento del ‘contenitore’ con un solo quanto di eccitazione, può assumere infinite forme diverse a seconda del modo che occupa”, afferma Marco Bellini, responsabile del gruppo Ino-Cnr che ha svolto la ricerca, “e la maggior parte delle possibili applicazioni delle proprietà quantistiche della luce a nuove tecnologie quali comunicazione, computazione o metrologia quantistica dipende dalla perfetta conoscenza di tale forma”.

Se non si possiede tale conoscenza, manipolare, rivelare e utilizzare gli stati quantistici di luce diventa poco efficiente o addirittura impossibile. “Il nostro team di ricerca ha mostrato come copiare fedelmente il modo temporale di un fotone ultracorto su quello di un impulso luminoso classico, così da poterlo misurare in dettaglio con tecniche standard”, continua Bellini. “Per farlo, abbiamo utilizzato un algoritmo genetico, cioè una procedura sperimentale che fa ‘evolvere’ per mutazioni e riproduzioni un gruppo casuale, affinché si adatti alle condizioni ambientali attraverso generazioni successive”.

Oltre ad aver ricostruito le strutture temporali di singoli fotoni variamente deformati, i ricercatori Ino-Cnr hanno anche dimostrato come utilizzare questa capacità per nuovi schemi di codifica dell’informazione quantistica. “La tecnica consente di misurare il singolo fotone anche quando assume simultaneamente più forme distinte”, aggiunge il ricercatore. “Se si assegnano alle varie forme assumibili dal fotone le diverse lettere dell’alfabeto, saremo poi in grado di leggere non soltanto tali lettere, ma anche tutte le loro sovrapposizioni quantistiche. La possibilità di utilizzare un alfabeto composto da molte lettere e dalle loro sovrapposizioni coerenti, per la comunicazione quantistica, offrirebbe enormi vantaggi rispetto agli schemi standard di codifica basati su ‘qubit’, cioè su un ‘alfabeto’ con due soli possibili stati di polarizzazione della luce. Questi risultati aprono quindi interessanti prospettive sia di tipo fondamentale, per una migliore comprensione e analisi del comportamento quantistico della luce, sia applicative, in tecnologie quantistiche sempre più sicure, efficienti e innovative”.

fonte: TvSpace.it

Il Bosone di Higgs: la “particella di Dio”…

5 domande per capire una volta per tutte il bosone di Higgs; nel modo (speriamo) più semplice possibile.

Lungo la frontiera tra la Svizzera e la Francia, è stata costruita dall’uomo la cosa forse ad oggi più avanzata tecnologicamente che la storia ricordi: Il Large Hadron Collider(LHC) al CERN di Ginevra. Non si è certo fatto economia o badato alle spese:

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24 marzo 2010, Invito al VO-day

Invito al 

 

VO-day, 24 marzo 2010, ore 17 presso Area di Ricerca del CNR, v. Ugo La Malfa 153, Palermo

Il progetto Euro VO (Virtual Observatory) è un’iniziativa internazionale che ha come obiettivo l’accesso elettronico globale ad archivi di dati astronomici provenienti da osservatori sia a Terra che in orbita spaziale, con strumenti software di facile utilizzo. Al progetto partecipano attivamente ricercatori dell’Osservatorio Astronomico di Trieste e di altre strutture dell’Istituto Nazionale di astrofisica (INAF). Il progetto è di grande interesse per fini di ricerca scientifica, ma anche per i suoi risvolti applicativi in didattica e divulgazione della scienza e dell’astronomia in particolare.

 

Nell’ambito del progetto Euro VO, viene svolto un corso itinerante mirato a far conoscere strumenti software, disponibili pubblicamente, che consentono la ricerca di dati astronomici residenti in archivi remoti e il loro sfruttamento per i fini sopra indicati. In particolare, uno dei moduli del progetto ha come obiettivo la diffusione dei dati e del software EuroVO verso il pubblico,  principalmente studenti, insegnanti e appassionati di astronomia. A tale scopo, durante il VO-day, verranno proposti gratuitamente esempi, moduli didattici e software professionali semplificati che consentono di assaporare tutta l’emozione della ricerca scientifica anche a coloro che si avvicinano all’astronomia per la prima volta o che vogliono provare a fare “quattro passi tra le stelle”. Tutto il materiale didattico è stato pensato per gli insegnanti come ausilio per una presentazione più efficace dell’astronomia in ambito  scolastico, ma anche gli astrofili non mancheranno di apprezzare i software, sia per simulazioni del cielo notturno, utili nel corso di osservazioni sul campo o per la loro progettazione, sia per un accesso e una visualizzazione dei dati semplice ed intuitiva. La partecipazione alla sessione non-professionale del VO-day di Palermo è aperta a tutti gli interessati, previa registrazione che potrà avvenire inviando una E-mail all’indirizzo morale@astropa.inaf.it , entro il 21 marzo 2010, specificando nome, cognome e ruolo (insegnante, astrofilo, studente, ecc.). Saranno accolte tutte le registrazioni che perverranno in tempo utile, nei limiti di capienza della struttura ospitante.Per maggiori informazioni, si vedano le pagine disponibili ai seguenti indirizzi:

http://wwwas.oats.inaf.it/aida4you/

http://wwwas.oats.inaf.it/voday/

Scoperta nuova Nana bruna

Un team di astronomi dell’Università di Hertfordshire hanno scoperto una Nana bruna ad una distanza relativamente vicina (in termini astronomici) al nostro Sistema Solare: tra i 15 ei 50 anni luce. Per la precisione pare si tratti di una coppia di Nane, una più grande dell’altra, che orbitano una intorno all’altra.

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Quante stelle!

Quante stelle contiene l’Universo? Non conosco nessuno che si sia preso la briga di contarle tutte e non mi pare di ricordare qualche grande astronomo o cosmologo del passato che lo abbia fatto, salvo voler contare quelle di una piccola porzione di cielo. Ma per stima matematica si può provare a “tirare” qualche numero. Ad esempio, un pugno di sabbia (sì la sabbia, quella delle spiagge) può contenere anche 50.000 granelli.

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Una bella foto? Bastano 800 mila scatti…

E’ l’immagine della nostra galassia, la Via Lattea, più grande del mondo. Il “fotografo“ è il telescopio spaziale Spitzer della Nasa; per realizzarla ha dovuto scattare più di 800.000 istantanee di seguito, realizzando la più grande composizione reale di tutti i tempi. Il “ritratto”, possiamo giustamente dire di

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