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Primi passi verso l'uso delle tecnologie quantistiche

Cosa hanno in comune una locomotiva, un ghepardo e Usain Bolt? Tutti e tre trasformano le calorie che assumono in un movimento o, come dicono i fisici, in lavoro. Capire quali sono i limiti ultimi per la conversione di energia termica in lavoro attraverso la termodinamica è ciò che ha permesso di realizzare motori sempre più efficienti e performanti. Quando abbiamo a che fare con il mondo microscopico, però, le regole del gioco cambiano, perché abbiamo a che fare con il comportamento quantistico della materia; comprendere come le leggi della meccanica quantistica modificano la termodinamica è uno grande sforzo della ricerca degli ultimi anni.

Un esperimento condotto nei laboratori di Ottica Quantistica della Sapienza, in collaborazione con l'Università Roma Tre e la Queen's University di Belfast, ha dimostrato che se fosse possibile avere due nano-motori legati tra di loro dall'entanglement (un tipo di correlazione che esiste solo per particelle quantistiche), allora questi potrebbero estrarre più lavoro che non a partire da due motori indipendenti.

I ricercatori hanno addestrato dei fotoni a simulare l'azione di un nano-motore e hanno visto che è possibile distinguere se i motori sono "entangled" oppure no a partire da quanto lavoro permettono di estrarre.

Questo rappresenta un primo passo verso l'uso dell tecnologie quantistiche non solo per l'informazione, ma anche per sviluppare a pieno future macchine nanoscopiche.

La ricerca è apparsa sulla rivista online Quantum Information del gruppo Nature: http://www.nature.com/articles/s41534-017-0011-9 

Per informazioni: Marco Barbieri
tel. 3666116369 marco.barbieri@uniroma3.it