I fotoni provenienti da stelle lontane hanno una brutta corsa. Nuvole di polvere. Atmosfere dense. Ottica con perdite. La maggior parte muore nel tragitto verso il rilevatore. Gli astronomi risolvono questo problema costruendo specchi più grandi, raccogliendo più luce. Fino a quando non finisci i soldi o la fisica. Allora lo specchio diventa troppo pesante per essere spostato. L’immagine rimane sfocata.
I radioastronomi lo hanno risolto decenni fa. Hanno costruito interferometri. Reti di piccoli telescopi che agiscono come un unico grande occhio. Se il tempismo è esatto, i segnali si combinano. La “linea di base”, ovvero la distanza tra i telescopi, determina la nitidezza. Vai abbastanza largo. Mappa l’ombra di un buco nero da tutto il mondo. Funziona magnificamente alle lunghezze d’onda radio.
La luce visibile è più difficile. Molto più difficile. Decadimento dei segnali. I fotoni si perdono tra i telescopi. Finora.
Un team di Harvard afferma che piccoli computer quantistici potrebbero salvare l’interferometria ottica. Non macchine giganti. Piccole patatine. Trattengono le informazioni sui fotoni finché non arriva il momento di leggerle.
“Penso che questa potrebbe davvero diventare un’area molto interessante in cui si potrebbero fare cose che i sistemi classici non possono fare.”
Mikhail Lukin sa il fatto suo. Il suo team, compreso lo studente di dottorato del MIT Maxim Sirotin, sta inseguendo questo problema da due anni. All’inizio di quest’anno ne hanno mostrato le prove. Un articolo è apparso su Nature a febbraio. Sirotin è arrivato per primo con una prova di concetto.
Hanno usato il diamante. Piccoli. Con difetti di silicio. Questi punti immagazzinano informazioni quantistiche utilizzando spin elettronici e nuclei di silicio. Qubit. Come i pezzi classici, ma più strani.
Ecco la configurazione:
– Due “telescopi” (ricevitori) a sei metri di distanza.
– Collegato da una bobina di fibra ottica da 1,5 km.
– Un debole raggio laser attraversava il centro.
Hanno impigliato i frammenti di diamante attraverso la luce prima di misurare il laser. Quindi hanno recuperato lo schema di interferenza. Ha funzionato. Due occhi piccoli che agiscono come un occhio largo.
Cosa succede se sostituisci il laser con la luce stellare?
In teoria, i due piccoli telescopi potrebbero produrre un’immagine nitida quanto uno specchio largo 1,5 km. Allontanare i telescopi? Ottieni immagini più nitide degli esopianeti. Dati migliori sui movimenti delle stelle. Cattura le cose che gli ambiti attuali non riescono a cogliere.
Non è pronto per la prima serata. Lukin lo ammette. Questa è una demo di laboratorio. La fibra era arrotolata, non tesa attraverso un canyon. Il laser non era la luce delle stelle. Trasformarlo in uno strumento per la mappatura del cielo richiede anni. Forse decenni.
John Monnier dell’Università del Michigan non faceva parte della squadra. Pensa che sia comunque una svolta. Un nuovo modo di far funzionare la vecchia tecnica. Ma avverte degli ostacoli. Costruire le infrastrutture è difficile. Costoso. Lento.
Quindi siamo agli inizi. Testare diverse tecnologie. Capire cosa possono effettivamente fare queste macchine. Lukin vede una strada da seguire. Una nuova classe di applicazioni.
È pratico oggi? No. Apre la porta?
Forse.
