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Fotoni entangled dalla luce solare: addio ai laser?
La luce solare naturale, pur essendo incoerente, può alimentare un processo ottico quantistico e produrre coppie di fotoni entangled nella polarizzazione. Un gruppo internazionale di ricercatori lo ha dimostrato sperimentalmente concentrando la radiazione del Sole, selezionandone una stretta porzione attorno a 405 nm e inviandola in un cristallo non lineare. La conversione parametrica spontanea ha restituito coppie di fotoni con lunghezza d’onda vicina a 810 nm.
Il sistema impiega una lente di Fresnel di circa 1 × 1,4 metri per raccogliere e concentrare la luce. Dopo il filtraggio, il fascio attraversa un cristallo PPKTP lungo 10 mm, cioè fosfato di titanile di potassio periodicamente polarizzato. Al suo interno avviene una conversione parametrica spontanea di tipo II: parte dell’energia luminosa incidente viene trasformata nelle due particelle correlate, senza richiedere una sorgente laser come pompa.
La tomografia dello stato quantistico ha misurato una concurrence di 0,905 ± 0,053, una purezza di 0,919 ± 0,045 e una fedeltà di 0,939 ± 0,027 rispetto allo stato di Bell preso come riferimento. Anche il test CHSH ha superato la soglia classica: il valore S registrato è 2,5408 ± 0,2171, contro un limite pari a 2. Gli autori riportano una violazione della disuguaglianza di Bell di circa 2,94 deviazioni standard, confermando la natura quantistica delle correlazioni osservate.
La resa normalizzata dichiarata raggiunge circa 1.600 coppie di fotoni al secondo per milliwatt. Tenendo conto della banda effettivamente utilizzata, i ricercatori la considerano confrontabile con quella delle sorgenti laser. I laser restano più potenti, controllabili e adatti agli apparati che richiedono condizioni stabili; l’esperimento chiarisce però che la loro elevata coerenza non costituisce un requisito fondamentale per innescare questo specifico processo.
Il lavoro è firmato da Cheng Li, Jasvinder Brar, Michael Küblböck, Jeremy Upham, Hanieh Fattahi e Robert W. Boyd, con il coinvolgimento del Max Planck Institute for the Science of Light e della University of Ottawa. Il preprint, depositato a febbraio e aggiornato a maggio 2026, indica tra le possibili applicazioni sistemi fotonici quantistici a minore consumo energetico, destinati ad ambienti nei quali l’energia disponibile è limitata. Gli autori includono in questo scenario anche future missioni interplanetarie.
Una sorgente alimentata dal Sole rimane per ora legata a vincoli che i laser consentono di controllare meglio. La quantità di luce raccolta cambia con le condizioni meteorologiche e l’orario, mentre l’efficienza complessiva dipende anche dal sistema di concentrazione e filtraggio. Il risultato dimostra quindi la fattibilità fisica dell’approccio, senza trasformarlo automaticamente in una sorgente quantistica stabile o disponibile in qualsiasi condizione operativa.
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