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07 Ott 2022

Un futuro quantistico: il premio Nobel in Fisica 2022

Giuseppe Mussardo
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Se c’è una cosa che proprio sconfigge ogni tentativo di descriverla a parole, cercando di spiegarla in maniera semplice, è il cosiddetto “entanglement”. Una parola anche onomatopeicamente complicata, inventata dal grande fisico viennese Erwin Schrödinger per indicare la proprietà più misteriosa ed elusiva della meccanica quantistica, quella teoria meravigliosa del mondo atomico che, insieme a Niels Bohr, Werner Heisenberg e Paul Dirac, aveva contribuito in modo fondamentale a sviluppare.

 

Il gatto di Schrödinger e il fallimento delle metafore

Un modo efficace di spiegare molti risultati scientifici, di rendere comprensibili teorie ed equazioni, è fare uso di metafore, strumento retorico per eccellenza, grazie al quale si diluisce la complessità delle cose con immagini familiari, con situazioni a cui siamo avvezzi per ordinaria quotidianità. Grandi maestri della metafora scientifica sono stati Galileo Galilei, James Clerk Maxwell e Albert Einstein, che se ne sono serviti in maniera straordinaria per illustrare in maniera vivida i principi della meccanica, dell’elettromagnetismo e della relatività.
E per esporre la meccanica quantistica? Paradossalmente l’unica metafora, quella del gatto di Schrödinger, felino ormai iconico, tirato in ballo per far digerire gli aspetti veramente insoliti della meccanica quantistica, ha finito con il complicare ulteriormente le idee anziché aiutare a sbrogliarle. Insomma, occorre arrendersi, non tutto può essere spiegato a parole, non tutto può essere compreso con analogie tratte dall’esperienza quotidiana, non tutto risulta a bolla con la nostra logica di comuni mortali.  
Il problema vero, però, non è se esiste o meno una metafora ideale per farci comprendere aspetti facilmente digeribili della meccanica quantistica, quanto se questi aspetti siano o meno veri!

 

I premi Nobel per la Fisica 2022

Da questo punto di vista, il premio Nobel in Fisica per il 2022 ha premiato tre geniali ricercatori che, qualche decennio fa, ognuno per conto proprio, hanno cercato caparbiamente di mostrare sperimentalmente che il fenomeno quantistico dell’entanglement è parte integrante della natura, a dispetto di quello che per tutta la vita aveva pensato Einstein.
Alain Aspect, francese, John F. Clauser, statunitense, Anton Zeilinger, austriaco, con i loro esperimenti fatti con la luce hanno rivelato che le strane correlazioni quantistiche – quelle legate appunto all’entanglement – sono effetti reali e non pure fantasie teoriche.
La meccanica quantistica predice che due particelle, preparate in uno stato “entangled”, si comportano come un’unica entità anche se vengono a trovarsi a distanze siderali l’una dall’altra. Questo vuol dire che, misurando una quantità fisica di una delle due particelle, possiamo automaticamente sapere quale sarà il valore di questa stessa quantità per l’altra particella, a prescindere da quanto possano essere lontane le due.

 

 

 

Il paradosso EPR: quando Einstein si sbagliava

«Una pura follia – affermava Einstein – questo va contro ogni principio di località, quel principio che afferma che non può esistere un’azione a distanza, ma che ogni interazione e ogni informazione si propagano a velocità finite». Einstein, insieme ai suoi colleghi Boris Podolsky e Nathan Rosen, nel 1935 aveva anche scritto un lavoro per mettere in ridicolo questo aspetto paradossale della meccanica quantistica.
Ebbene, come mostrato dai tre scienziati insigniti quest’anno del premio Nobel, la natura si è fatta gioco anche di tutto l’acume di Einstein, mostrando che esistono al mondo aspetti paradossalmente veri.
Il bello di tutto ciò è che, forse molto presto, potremmo far uso di queste folli proprietà quantistiche per costruire i computer più potenti e veloci di sempre. Insomma, non c’è niente da fare, la fisica è proprio fantastica…

 

Immagine di copertina: © Johan Jarnestad/The Royal Swedish Academy of Sciences

Giuseppe Mussardo
Giuseppe Mussardo è professore ordinario di Fisica Teorica alla Scuola Internazionale Superiore di Studi Avanzati (SISSA) di Trieste. Ha scritto numerosi articoli scientifici e libri, è stato direttore del Laboratorio Interdisciplinare della SISSA e autore di documentari. Ha ricevuto nel 2013 il Premio per l’Outreach della Società Italiana di Fisica.
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