Incredibile! Al MIT sono riusciti a superare il limite quantistico

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Il rinomato MIT ha fatto un grande passo avanti con il suo Osservatorio di Interferometria Laser per le Onde Gravitazionali (LIGO), migliorando notevolmente la precisione nella misurazione delle onde gravitazionali.  Superando le barriere quantistiche che una volta ostacolavano le sue capacità di misurazione, LIGO può ora rilevare variazioni infinitesimali nello spazio-tempo, precise fino a 1/1.000 della dimensione di un protone.

Questa raffinatezza nella misurazione è stupefacente, paragonabile a misurare la distanza tra il Sole e Proxima Centauri con un margine d’errore minore dello spessore di un capello. Tuttavia, la sfida sorge quando ci si avventura in scale subatomiche. In questo regno, una bizzarria della natura quantistica prende piede sotto forma di rumore quantistico, un prodotto delle particelle che emergono e si dissolvono nello spazio-tempo.

Una sfida e una soluzione nel controllo delle misurazioni

Lisa Barsotti, ricercatrice senior del MIT, sottolinea un aspetto affascinante della fisica quantistica: è fonte sia del problema che della sua soluzione. Questo dualismo si manifesta chiaramente nel metodo che ha permesso a LIGO di affinare ulteriormente la sua precisione, noto come “spremitura quantistica dipendente dalla frequenza“.

Questo processo sofisticato manipola la luce, incrementando la precisione in una determinata qualità, come la frequenza, pur sacrificando altre, come la potenza, in ossequio al principio di incertezza di Heisenberg. In passato, questa tecnica veniva applicata solamente ad alta frequenza. Ora, con gli avanzamenti recenti, la spremitura può essere modulata su tutto l’intervallo di frequenze che LIGO è in grado di sondare.

Rana Adhikari, fisico prominente nel team di LIGO e professore al Caltech, evidenzia l’eccezionale natura di questo traguardo. Precedentemente, era imperativo decidere quale parametro dovesse beneficiare di maggiore precisione. La nuova tecnica permette un incremento di precisione in entrambi i campi, un miglioramento che promette di aumentare del 60% il numero di eventi cosmici rilevabili, ampliando la porzione di universo che LIGO può esplorare.

Il dispositivo, armato di laser e specchi di dimensioni notevoli, non è immune agli effetti del mondo quantistico che influenzano la sua sensibilità. Parallelamente, Virgo, il partner europeo di LIGO, ha adottato la tecnologia di spremitura quantistica nel suo ciclo di osservazioni iniziato a maggio 2021 e prosegue fino alla fine del 2024. La ricerca, che ha gettato luce su questi sviluppi impressionanti, è stata validata per la pubblicazione su Physical Review X.