Un Nobel alla realtà quantistica

Il Premio Nobel per la Fisica 2022 è stato attribuito dall'Accademia Reale Svedese delle Scienze, nella misura di un terzo per ciascuno, a Alain Aspect (Francia, 75 anni), John F. Clauser (USA, 79 anni), e Anton Zeilinger (Austria, 77 anni) con la motivazione:

“per gli esperimenti con fotoni entangled, per la conferma della violazione delle disuguaglianze di Bell, e per essere stati pionieri nella scienza dell'informazione quantistica.”

La motivazione si collega quindi a uno dei fenomeni più esotici della fisica contemporanea, quello dell'entanglement quantistico (tradotto a volte con “aggrovigliamento” o semplicemente con “correlazione” quantistica): questo effetto avviene quando lo stato quantico di un gruppo di particelle correlate fra loro non può essere descritto in maniera indipendente le une delle altre, neppure quando queste vengono separate da una distanza grande a piacere. Questo implica che al risultato di una misura effettuata su una di queste particelle corrisponda necessariamente il risultato di un'altra misura effettuata su un'altra, e che questa correlazione sia indipendente dalla distanza dei sistemi.

Siamo quindi di fronte a un fenomeno che separa nettamente la fisica relativistica dalla fisica quantistica: la teoria della relatività postula infatti un valore limite, finito, per la velocità della luce, quindi pone un limite di distanza perché due particelle siano effettivamente correlate. Invece, l'interpretazione canonica del fenomeno di entanglement ammette che due particelle possano essere correlate senza alcun limite di distanza.

Questa osservazione, avanzata per la prima volta nel 1935 e diventata nota come paradosso di Einstein-Podolsky-Rosen (EPR), sottolinea come l'esistenza dell'entanglement implicasse necessariamente la violazione del principio di località, ossia l'assunto intuitivo per cui un sistema può essere influenzato solo da eventi sufficientemente vicini. Einstein in particolare si opponeva a questa violazione del principio di località, definendola una “spettrale azione a distanza” e propose una soluzione alternativa basata sulla presenza di variabili nascoste. Secondo questa idea, gli effetti dell'entanglement non dipendevano da una reale correlazione tra le particelle che si manteneva anche a distanza arbitraria, ma dall'esistenza di “variabili nascoste”: condizioni iniziali impossibili da osservare direttamente ma che determinavano gli stati quantici delle particelle nel momento in cui fossero stati misurati.

Nel 1964 il nord-irlandese John Stewart Bell dimostrò matematicamente che per riprodurre le stesse previsioni della fisica quantistica, anche le teorie a variabili nascoste dovevano violare il principio di località. Questa famiglia di risultati, note come disuguaglianze di Bell, preparavano quindi le fondamenta teoriche per dimostrare la non località della fisica quantistica. La trappola era pronta: ora servivano i cacciatori.

Lo straordinario lavoro dei vincitori di quest'anno è stato proprio nella loro capacità di tradurre le idee di Bell in esperimenti di laboratorio. Il primo è stato lo statunitense John Francis Clauser, che nel 1972 (utilizzando, secondo la leggenda, materiali e strumenti “presi in prestito” da altri laboratori) ha dimostrato evidenti violazioni delle disuguaglianze di Bell, rafforzando l'interpretazione canonica della fisica quantistica. Successivamente, nei primi anni '80, il francese Alain Aspect raffinò i risultati degli esperimenti, chiudendo completamente la porta alle teorie locali a variabili nascoste. Infine, negli anni '90, l'austriaco Anton Zeilinger riuscì a ottenere quello che venne chiamato “teletrasporto quantistico”, ossia il trasferimento di uno stato quantico da una particella a un'altra. Questi lavori stanno aprendo la strada a un'incredibile serie di applicazioni pratiche basate sull'entanglement, come le prime forme di computer quantistico, reti quantistiche di comunicazione, e sistemi di crittografia quantistica: una nuova generazione di tecnologie basata sulla fisica fondamentale.

Ma al di là delle importanti applicazioni tecnologiche odierne e future, i risultati dei vincitori del Premio Nobel per la Fisica di quest'anno hanno il merito di aver contribuito a dimostrare, con estremo rigore sperimentale, che l'interpretazione canonica della fisica quantistica è in perfetto accordo con gli esperimenti, anche se questo ci costringe a lasciar andare assunti per noi intuitivi come il principio di località (pur mantenendo l'impossibilità di trasmettere informazioni in questo modo, e “salvando” quindi la teoria della relatività), e aprendo la porta a fenomeni strani e controintuitivi come l'entanglement quantistico, a riconferma del fatto che l'universo non accetta di farsi limitare dai nostri preconcetti: reality rules – la realtà ha sempre ragione.

• medicina quantica/quantistica


• guarigione quantica/quantistica


• coscienza quantica/quantistica


• mente quantica/quantistica


• telepatia quantica/quantistica


• anima quantica/quantistica


• riequilibrio quantico/quantistico


• programmazione neuro-quantistica


• tao della fisica