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la ricerca

Problemi aperti in Meccanica quantistica

Responsabile della linea di ricerca
Kristian Piscicchia

Contenuto scientifico e obiettivi 

Lo scopo del Progetto PAMQ è di effettuare test di grande sensibilità di: 

  1. Principio di Esclusione di Pauli (PEP) 
  2. modelli di collasso della funzione d’onda

e di investigare le loro conseguenze in svariati settori della scienza e della tecnologia. 

1) L’esperimento VIP-2 consiste in due branche di ricerca complementari ed intrecciate, ognuna caratterizzata da un insieme di esperimenti dedicati, che vengono effettuati nell’ambiente di bassissimo rumore dei Laboratori Nazionali del Gran Sasso (INFN):

1.1) VIP-2 Sistemi Aperti – è il test sperimentale più sensibile del PEP per gli elettroni, nel contesto di Teorie di Campo modificate (come la Quon Theory), che prevedono violazione di PEP. Questi modelli sono soggetti alla regola di superselezione di Messiah-Greenberg (MG), che vieta transizioni fra due diversi stati di simmetria, e possono quindi essere testati esclusivamente tramite Sistemi Aperti. Questa condizione è realizzata introducendo elettroni nuovi in un sistema di elettroni preesistente e testando lo stato di simmetria risultante. Due upgrade dell’esperimento sono attualmente in corso, con lo scopo di effettuare uno scan della probabilità di violazione di PEP su tutta la tavola periodica.

1.2) VIP-2 Sistemi Chiusi – modelli effettivi di Gravità Quantistica (QG) prevedono la violazione di PEP alla scala di non-commutatività degli operatori spazio-temporali. Questi modelli violano MG e possono essere testati con sistemi chiusi. I nostri esperimenti stanno ponendo i limiti più forti sui modelli di QG, indirizzando la futura ricerca teorica. 

2) I modelli di collasso dinamico spiegano il collasso della funzione d’onda in meccanica quantistica. Di particolare interesse il collasso indotto dalla gravità, che potrebbe riconciliare meccanica quantistica e relatività generale. Le nostre analisi, dopo aver falsificato la versione più semplice del modello, stanno conducendo allo sviluppo di modelli più generali, ed allo studio delle loro conseguenze.

  • SMI (AT) 
  • King’s College London (GB) 
  • LNF (INFN) (IT) 
  • IAS Princeton (US) 
  • Oxford University (GB) 
  • Fudan University (CN) 
  • Sichuan University (CN) 
  • Univ. Trieste (IT) 
  • Univ. Vienna (AT) 
  • Politecnico di Milano (IT) 
  • Fondazione Bruno Kessler (IT) 
  • Eotvos University (HU)
  • IFIN-HH (RO)
  • S. Donadi, K. Piscicchia et al., Underground test of gravity-related wave function collapse, Nature Phys. 17 (2021) 1, 74-78 
  • K. Piscicchia et al., Strongest Atomic Physics Bounds on Noncommutative Quantum Gravity Models, Phys.Rev.Lett. 129 (2022) 13, 131301
  • K. Piscicchia et al., Experimental test of noncommutative quantum gravity by VIP-2 Lead, Phys.Rev.D 107 (2023) 2, 026002 
  • S. Donadi, K. Piscicchia et al., Novel CSL bounds from the noise-induced radiation emission from atoms, Eur.Phys.J.C 81 (2021) 8, 773 
  • K. Piscicchia et al., Search for a remnant violation of the Pauli exclusion principle in a Roman lead target, Eur.Phys.J.C 80 (2020) 6, 508 
  • K. Piscicchia et al., A Novel Approach to Parameter Determination of the Continuous Spontaneous Localization Collapse Model, Entropy 25 (2023) 2, 295 
  • F. Napolitano et al., Testing the Pauli Exclusion Principle with the VIP-2 Experiment, Symmetry 14 (2022) 5, 893
  • F. Napolitano et al., Underground Tests of Quantum Mechanics by the VIP Collaboration at Gran Sasso, Symmetry 15 (2023) 2, 480 
  • E. Milotti et al., Semi-Analytical Monte Carlo Method to Simulate the Signal of the VIP-2 Experiment, Symmetry 13 (2020) 1, 6 
  • K. Piscicchia et al., VIP-2 – High-Sensitivity Tests on the Pauli Exclusion Principle for Electrons, Entropy 22 (2020) 11, 1195
  • Progetto QUBO – Exploring the QUantum Boundaries of many-body systems – an Odyssey into the gravity related collapse models.
    Durata del Progetto. Inizio: 01/10/2021, fine: 30/06/2024.
    Il progetto QUBO è stato finanziato dalla John Templeton Foundation (JTF) per un totale spettante al CREF di: 86558 Dollari Americani
    Istituzione finanziatrice: John Templeton Foundation
    Call: John Templeton Foundation
    Numero di Contratto: Grant ID 62099
  • Progetto MITIQO – Monitoraggio in situ di Tossicità, Indicazione geografica e Qualità di Olio d’oliva, vino e altri liquidi edibili.
    Durata del Progetto: 24 mesi a partire dal 22/07/2021.
    Il progetto MITIQO è stato finanziato dalla Regione Lazio per un totale spettante al CREF di: 19452,91 Euro
    Istituzione finanziatrice: Regione Lazio
    Avviso Pubblico “Gruppi di ricerca 2020” – POR FESR Lazio 2014-2020 – Azione 1.2.1 – approvato con Determinazione n. G08487 del 19/07/2020- pubblicato sul BURL N.93 del 23/07/2020 – modificato con Determinazione n. G10624/2020- pubblicato sul BURL n. 116 del 22/09/2020.
    Numero di Contratto: A0375-2020-36647
  • Kristian Piscicchia, Ricercatore, CREF 
  • Alessio Porcelli, Assegnista, CREF 
  • Diana Laura Sirghi, Assegnista, CREF