Verificación experimental de la violación de las desigualdades de Bell

MONICA B. AGUERO; MARCELO G. KOVALSKY; MIGUEL A LAROTONDA; CRISTIAN SCHMIEGELOW; ALEJANDRO A. HNILO

Mar del Plata, Buenos Aires, Argentina

Taller; V Topfot, Taller conjunto de las divisiones Optica y Fotofísica de la Asociación Física Argentina; 2009

Asociación Física Argentina

El entrelazamiento cuántico es una situación donde dos partículas están relacionadas de manera tal que cualquier cambio en el estado de una de las partículas afecta el estado de la otra. Su estudio tiene particular interés en las áreas de comunicación y computación cuántica. En el siguiente trabajo presentamos una fuente para generar pares de fotones entrelazados en polarización empleando el proceso de conversión paramétrica (spontaneous parametric downconversion- SPDC). Con un diodo láser continuo de 40 mW en 405 nm bombeamos dos cristales no lineales, BBO tipo I, con sus ejes ópticos cruzados 90º consiguiendo a la salida de los cristales pares de fotones en el estado de Bell  (|Hs>|Hi>+|Vs>|Vi>). Para testear la calidad del entrelazamiento calculamos la desigualdad de Clauser-Horne-Shimony-Holt (CHSH) midiendo coincidencias para distintas combinaciones entre los ángulos de los polarizadores. Las coincidencias se midieron empleando un circuito de coincidencias diseñado en nuestro laboratorio con una ventana temporal fija de 30 ns y en base a registros de series de los tiempos de llegada de los fotones a cada uno de los detectores (“time stamping”). Este último método nos permitió variar a voluntad el tamaño de la ventana temporal limitados únicamente por la resolución de la placa de adquisición (80 MHz). De esta manera obtuvimos para una ventana de 12,5 ns, un valor para el parámetro SCHSH= 2,714 ±0,035 en contradicción con las predicciones dadas por las desigualdades de Bell. Esta experiencia es la primera realizada en nuestro país y es fundamental para muchas otras basadas en la manipulación de fotones en estados entrelazados.