San Francisco Frontiers - Vedere attraverso la nebbia grazie ai fotoni fantasma

Vedere più lontano, attraverso nebbia, fumo o polveri, usando i 'fantasmi' delle particelle di luce: è possibile farlo sfruttando il bizzarro abbraccio quantistico tra i fotoni detto entanglement. E' una delle possibili applicazioni di frontiera in sviluppo nei Quantum Labs di Leonardo dedicati alle tecnologie quantistiche. "Il dispositivo che stiamo sviluppando permette di osservare un oggetto o un ambiente sfruttando uno dei più bizzarri fenomeni del mondo quantistico, il cosiddetto entanglement", ha spiegato Alessia Suprano, una delle ricercatrici del Leonardo Quantum Lab. I fotoni 'intrecciati' (entangled) sono intimamente connessi tra loro, tanto che quando uno di loro interagisce con il mondo esterno anche l'altro, in modo istantaneo, ne registra l'evento. Grazie ai miglioramenti tecnologici si è ormai in grado non solo di produrre facilmente fotoni entangled ma persino creare coppie di fotoni di 'colori diversi', ad esempio uno nella frequenza dell'infrarosso e l'altro nel visibile. "A questo punto, se uno dei due fotoni (quello infrarosso) lo invio verso un oggetto e l'altro (quello visibile) verso una fotocamera posso allora vedere l'immagine dell'oggetto usando i fotoni visibili che non lo hanno mai colpito", ha aggiunto Massimiliano Dispenza, a capo dell'area dei Leonardo Innovation Labs dedicata a Tecnologie Quantistiche, Optronica e Materiali Avanzati. Una bizzarria difficile da comprendere perché non esiste nel nostro mondo classico, ma che sta dando la possibilità di realizzare strumenti finora impossibili, tra cui una video camera capace di inviare fotoni infrarossi, capaci per loro natura di attraversare più facilmente la nebbia, e visualizzare senza alcun disturbo l'immagine usando più tradizionali ed economici rivelatori che funzionano nel visibile. Queste immagini fantasma, dette anche ghost images, che possono trovare importanti applicazioni anche in ambito biomedico. "Ad esempio avere microscopi capaci di analizzare campioni biologici senza danneggiarli", ha aggiunto la ricercatrice Chiara Michelini. Per quanto piccoli, infatti, a causa della loro energia i fotoni che colpiscono un campione, ad esempio cellule di un tessuto, possono danneggiarlo anche gravemente, ma grazie ai fotoni entangled sarà possibile osservare i campioni con fotoni a infrarossi, a bassa energia, e quindi meno invasivi e riceverne invece l'immagine attraverso il fotone accoppiato nel visibile.

O.Anderson--SFF