La disuguaglianza di Bell

Francesco Raffaelli

Nel mio progetto mi occupo di generare fotoni hyper-entangled e indipendenti. Utilizzero a questo scopo la ricostruzione della matrice densita attraverso il metodo della tomografia quantistica. Osservero inoltre la violazione della disuguaglianza di Bell.

Francesco Montanari

F Laudisa

Giulia Belardinelli

Questa ricerca si colloca nell’ambito della ricerca in Didattica della Fisica e affronta la sfida di rendere accessibile l’entanglement nella scuola secondaria di secondo grado, elemento chiave della seconda rivoluzione quantistica. Il lavoro si inserisce nel contesto di ricerca design-based del corso extracurricolare PLS “Le due Rivoluzioni Quantistiche” (Università di Bologna) e valorizza il gioco di Bell nella formulazione divulgativa proposta da Gisin, per rendere espliciti i vincoli che la località impone alle spiegazioni classiche e, quando queste non risultano più soddisfacenti, sostenere l’emergere del concetto di entanglement come spiegazione non locale. Per indagare i ragionamenti degli studenti emersi durante il percorso, è stato costruito un Tutorial sul gioco di Bell, impiegato come guida e supporto in interviste semistrutturate. L’analisi qualitativa di tre casi studio (Ivan, Francesco, Ester) è stata condotta nel framework della Coordination Class Theory, interpretando l’evoluzione del ragionamento come riorganizzazione progressiva di readout strategies e reti causali quando la località viene progressivamente messa in discussione, fino alla costruzione della disuguaglianza di Bell e alla successiva violazione. In particolare, gli elementi che caratterizzano una forma di pensiero quantistico emersi dall’analisi delle interviste sono: i) disporre di alternative classiche e di readout strategies funzionali per estrarre informazioni rilevanti anche quando il contesto le mette alla prova; ii) essere disposti a mettere in discussione il sistema di inferenze quando il Tutorial conduce al vincolo (disuguaglianza) e alla tensione introdotta dalla violazione; iii) accettare la negoziabilità dell’assunto di località, trattandolo come ipotesi rivedibile e non come presupposto intoccabile.

Emanuele Marconato

\nLa Tesi ha lo scopo di approfondire il tema delle disuguaglianze di Bell, che permettono di verificare che le misure su un sistema quantistico non possono essere spiegate attraverso un modello a variabili nascoste locali. Lo strumento essenziale per violare una disuguaglianza di Bell è rappresentato dagli stati entangled. Nel panorama delle disuguaglianze di Bell, si presterà maggiore attenzione al paradosso di Hardy, paradosso che permette di mettere al vaglio una teoria a variabili nascoste locali senza utilizzare disuguaglianze. Verrà anche discussa una recente generalizzazione del paradosso di Hardy a n particelle. Nella trattazione verrà presentata anche una breve attività di laboratorio che ha portato alla violazione della disuguaglianza di Bell, per una situazione di tipo Hardy. La Tesi si inquadra nel Gruppo di Ricerca QuantumFuture, attivo nella sperimentazione della Comunicazione e dell’Informazione Quantistica. \nThis work of thesis has the purpose to investigate theme of Bell inequalities, which allow one to verify that measurements on a quantum system, cannot be explained via a hidden local variables' model. The fundamental tool to obtain a violation of a Bell inequality are entangled states. We are going also to show the Hardy's paradox, which it can be used to verify the goodness of a LHV model without inequalities. It is also here presented a generalization of Hardy's paradox to n particle system. In this work there is also an experimental work, that lead to the violation of Bell inequality in the Hardy's scenario. The thesis' theme is of interest for the scientific group of research named QuantumFuture (DEI), challenging experiments on Quantum Comunications and Quantum Information. \n

Franck Laloë