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Un nuovo principio spiega la natura quantistica della realtà?

Scritto da Annalisa Arci il 15.05.2013

Corsin Pfister e Stephanie Wehner del Centre for Quantum Technologies dell’Università Nazionale di Singapore affrontano la questione della natura quantistica della realtà in un articolo pubblicato su Nature Communications. Atomi, elettroni e fotoni sono pieni di sorprese. Possono essere in più di un posto alla volta, non hanno proprietà definite – per lo meno finché non li osserviamo – e possono esibire quella connessione a distanza che tanto preoccupava Alber Einstein, essendo una pericolosa violazione della località. Non importa a che distanza si trovino: esistono dei casi in cui una particella “influenza” irrimediabilmente il destino della sua “gemella”, al punto che Einstein battezzò questo effetto come un’azione spettrale a distanza. 

Dal momento che queste peculiarità del dominio dei quanti godono ormai di una lunga storia di conferme sperimentali, resta da capire se queste leggi possano in qualche modo derivare o connettersi con principi che conosciamo intuitivamente. Gli scienziati hanno pensato che uno di questi principi intuitivi potrebbe essere la Relatività Speciale di Einstein, secondo cui l’informazione non può viaggiare ad una velocità superiore a quella della luce. Ciò non sembra sufficiente per “derivare” in qualche modo la natura quantistica del microcosmo. È stata dunque presentata una soluzione alternativa e più generica: il principio descritto nell’articolo suppone che, se una misurazione non produce informazione, allora il sistema da misurare non è stato disturbato.

New principle may help explain why nature is quantum

Il tentativo è stato coraggioso ma non ha portato molti frutti: la sovrapposizione quantistica garantisce che l’osservazione è sempre, in qualche modo, informativa (quando guardiamo nella scatola il gatto è o vivo o morto). Pur non avendo risolto il problema della misura, i due ricercatori hanno comunque confermato l’idea che una classe di teorie valide in natura, essenzialmente discrete, sono in contrasto con il principio. Anche la computazione quantistica sembra andare in questa direzione: come mostra l’immagine riportata sopra, un bit quantistico appare come una sfera, ma non come un poliedro. Bit poliedrici sono stati connessi alle teorie discrete dello spazio-tempo. (Credit: Timothy Yeo / CQT, Università Nazionale di Singapore).

Queste teorie sostengono che le particelle quantistiche possono assumere solo un numero finito di stati, invece di scegliere tra una gamma infinita o un intervallo continuo di possibilità. La possibilità è stata immediatamente collegata a teorie quantistiche gravitazionali, che ammettono uno spazio-tempo discreto, in cui il tessuto dell’universo è costituito da minuscoli elementi di mattoni simili piuttosto che essere rappresentabile come un foglio liscio e continuo. Dobbiamo concludere che ogni teoria discreta è, de facto, classica? Dipende da quante conferme riceverà questa proposta teorica. 

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