Quadsqueezing dimostrato per la prima volta: svolta da Oxford

Redazione — Fri, 01 May 2026 16:24:54 +0000

Il quadsqueezing è realtà: Oxford segna un punto di svolta nella fisica quantistica

Il quadsqueezing, un effetto quantistico del quarto ordine che fino a pochi giorni fa esisteva solo sulla carta, è stato finalmente dimostrato in laboratorio. A riuscirci è stato un gruppo di fisici dell’Università di Oxford, che ha pubblicato i risultati sulla rivista Nature Physics il primo maggio 2026. E no, non si tratta dell’ennesimo annuncio che promette rivoluzioni lontane anni luce dalla pratica: qui parliamo di qualcosa che funziona, che è stato misurato, e che potrebbe cambiare il modo in cui vengono progettate le tecnologie quantistiche del futuro.

Per capire la portata del risultato, vale la pena fare un passo indietro. Nei sistemi quantistici, molti oggetti fisici si comportano come piccoli oscillatori, un po’ come molle o pendoli microscopici. Controllare queste oscillazioni è fondamentale per costruire strumenti di misura ultraprecisi e computer quantistici di nuova generazione. La tecnica più nota per farlo si chiama squeezing, e consiste nel redistribuire l’incertezza quantistica: si rende una proprietà più precisa a scapito di un’altra. Lo squeezing “standard” è già impiegato nei rilevatori di onde gravitazionali come LIGO. Ma andare oltre, verso effetti di ordine superiore come il trisqueezing e il quadsqueezing, era considerato quasi impossibile. Troppo deboli, troppo fragili, troppo facilmente sommersi dal rumore.

Come Oxford ha superato un ostacolo ritenuto quasi insormontabile

Il team guidato dalla dottoressa Oana Băzăvan ha trovato una soluzione elegante. Invece di cercare di produrre direttamente interazioni complesse, ha combinato due forze semplici applicate a un singolo ione intrappolato. Prese singolarmente, queste forze producono effetti prevedibili e banali. Ma insieme, grazie a un fenomeno chiamato non commutatività (in pratica, l’ordine in cui vengono applicate le azioni cambia il risultato), generano interazioni molto più potenti e complesse di quanto ci si aspetterebbe.

Come ha spiegato la stessa Băzăvan: “Spesso in laboratorio le interazioni non commutative vengono considerate un fastidio perché introducono dinamiche indesiderate. Noi abbiamo ribaltato la prospettiva e le abbiamo sfruttate a nostro vantaggio.” Il bello è che con lo stesso apparato sperimentale il gruppo è riuscito a passare dallo squeezing classico al trisqueezing e infine al quadsqueezing, semplicemente regolando frequenze, fasi e intensità delle forze applicate. L’interazione del quarto ordine è stata generata oltre cento volte più velocemente rispetto a quanto previsto con gli approcci convenzionali.

Cosa cambia adesso per la tecnologia quantistica

Per verificare i risultati, il team ha ricostruito il moto quantistico dello ione intrappolato, ottenendo pattern distinti per ciascun ordine di squeezing. Una prova chiara e inequivocabile che ogni tipo di interazione era stato effettivamente creato. Ma il quadsqueezing non è solo una curiosità da laboratorio. Il metodo sviluppato a Oxford è già stato combinato con misurazioni sullo spin dello ione per simulare una teoria di gauge reticolare, e si presta a essere esteso a sistemi più complessi con molteplici modi di moto.

Il fatto che la tecnica si basi su strumenti già disponibili in molte piattaforme quantistiche la rende potenzialmente adottabile su larga scala. Come ha sottolineato il coautore dello studio, il dottor Raghavendra Srinivas: “Abbiamo dimostrato un nuovo tipo di interazione che ci permette di esplorare la fisica quantistica in territorio inesplorato, e siamo sinceramente entusiasti delle scoperte che verranno.” Difficile dargli torto. Quando un effetto passa da “teoricamente possibile ma praticamente irraggiungibile” a “funziona e lo controlliamo a piacere”, qualcosa di grosso si è mosso.

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Phonon laser: il laser fatto di suono che potrebbe cambiare tutto

Redazione — Wed, 01 Apr 2026 09:23:33 +0000

Un laser fatto di suono: il phonon laser che potrebbe cambiare tutto

Misurare la gravità con una precisione mai raggiunta prima. Sembra fantascienza, eppure è esattamente quello che promette il nuovo phonon laser sviluppato da un gruppo di scienziati della University of Rochester e del Rochester Institute of Technology. E no, non si tratta di un laser tradizionale, di quelli che sparano fasci di luce. Qui parliamo di qualcosa di diverso, più sottile: un laser che lavora con il suono. O meglio, con le vibrazioni a livello quantistico.

Facciamo un passo indietro. I laser classici funzionano controllando i fotoni, cioè le particelle di luce. Da qualche anno, però, la ricerca si è spostata su un terreno nuovo: i fononi, che in sostanza sono minuscole unità di vibrazione. Riuscire a controllarli significa aprire la porta a effetti quantistici parecchio interessanti, come l’entanglement. Il team guidato da Nick Vamivakas, professore di Fisica Ottica a Rochester, aveva già dimostrato nel 2019 che era possibile intrappolare e far levitare vibrazioni usando una pinzetta ottica nel vuoto. Ma c’era un problema enorme da risolvere prima di poter usare tutto questo per misurazioni di precisione.

Il nemico numero uno: il rumore

Ogni laser, anche quello più sofisticato, ha a che fare con il rumore. Quelle fluttuazioni indesiderate che disturbano il segnale e fanno perdere accuratezza. A occhio nudo un fascio laser sembra perfettamente stabile, ma in realtà oscilla parecchio. Vamivakas lo spiega in modo piuttosto diretto: spingendo e tirando il phonon laser con la luce nel modo giusto, si riesce a ridurre quella fluttuazione in maniera significativa.

La tecnica utilizzata si chiama squeezing, e serve a comprimere il rumore termico naturale presente nel sistema. Abbassare quel rumore vuol dire ottenere misurazioni molto più pulite. Secondo i risultati pubblicati su Nature Communications, questo approccio permette di misurare l’accelerazione con una precisione superiore rispetto ai metodi basati su laser ottici tradizionali o sulle tecnologie a radiofrequenza. Non è un miglioramento marginale: è un salto di qualità.

Dalla fisica fondamentale alla navigazione senza satelliti

Le applicazioni pratiche del phonon laser vanno ben oltre il laboratorio. Con questo livello di precisione, diventa possibile studiare la gravità e altre forze fondamentali in modi finora impensabili. Ma la cosa che probabilmente colpisce di più è l’impatto potenziale sui sistemi di navigazione. Già da tempo si parla di bussole quantistiche, dispositivi capaci di orientarsi senza bisogno del GPS e impossibili da disturbare o ingannare. Il phonon laser potrebbe essere proprio il tassello mancante per rendere questi concetti qualcosa di concreto.

La ricerca, sostenuta dalla National Science Foundation, rappresenta un punto di svolta per chi lavora nel campo della fisica quantistica applicata. Non si tratta solo di capire meglio come funziona l’universo a scale infinitesimali. Si tratta di costruire strumenti che un giorno potrebbero sostituire tecnologie su cui oggi facciamo affidamento quotidiano. Il phonon laser, insomma, è una di quelle innovazioni che partono da un laboratorio universitario e finiscono per cambiare le regole del gioco.

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