Natura elusiva dell'universo quantico

hackthematrix - E’ stato dimostrato per la prima volta in laboratorio che la realtà non esiste. Nel nostro mondo, la realtà è qualcosa di molto più complesso e sfumato di quanto sembri. In effetti potremmo dire senza paura che non esistano fatti oggettivi. L’affermazione può sembrare strana, ma un recente esperimento di fisica quantistica ha appena dimostrato che la natura stessa della realtà non è oggettiva, ma dipende da chi la sta guardando.

Sotto la direzione di Alessandro Fedrizzi, della British University of Heriot-Watt, un team di ricercatori è riuscito, per la prima volta, a portare in laboratorio le vecchie idee teoriche sulla natura elusiva dell’universo quantico, che è la base di tutto ciò che ci circonda ma che è governato da una serie di leggi molto diverse da quelle che governano il mondo su scala macroscopica. I risultati, appena pubblicati su Arxiv.org, hanno profonde implicazioni sulla nostra percezione di “ciò che è reale”. “Il metodo scientifico”, scrivono gli autori nel loro articolo, “si basa su fatti, stabiliti attraverso misurazioni ripetute e universalmente concordate, indipendentemente da chi li ha osservati. Ma in meccanica quantistica, l’obiettività di quelle osservazioni non è così chiara. ”

L’esperimento coinvolge quattro diversi osservatori: Alice, la sua amica Amy, Bob e il suo amico Brian. La cosa inizia con Amy e Brian nei loro rispettivi laboratori. Una fonte esterna, che non si trova in nessuno dei due laboratori, genera una coppia di fotoni intrecciati. L’entanglement quantico è una sorta di “comunicazione istantanea” secondo cui, se due particelle sono intrecciate, ciò che accade ad una sarà immediatamente conosciuto dall’altra, indipendentemente dalla distanza a cui si trovano. La fonte esterna, quindi, invia uno dei due fotoni intrecciati ad Amy e l’altro a Brian. Successivamente, Amy crea un secondo paio di fotoni interlacciati nel suo laboratorio: uno per il sistema e l’altro per il test. Amy usa il fotone di prova per misurare lo stato del fotone ricevuto dall’esterno del laboratorio e stampa il risultato nel fotone del sistema attraverso l’entanglement quantico. In precedenti esperimenti teorici, la misurazione di Amy è memorizzata solo nella sua memoria. Ma nell’esperimento reale dei ricercatori, il risultato è memorizzato nel “sistema fotone”, che lo rende “l’osservatore”.

Una volta che Amy ha fatto le sue misurazioni, invia sia il fotone originale (quello che ha ricevuto dall’esterno) che il fotone del sistema alla sua amica Alice. A questo punto, Alice può fare due cose: misurare il solo fotone proveniente dall’esterno, (misura A0) che sarebbe qualcosa di simile come chiedere ad Amy i suoi risultati, o lasciare che i due fotoni ricevuti interferiscano l’uno con l’altro e quindi fare le proprie misurazioni senza chiedere nulla ad Amy (misurazione A1). Nel frattempo, Brian sta facendo esattamente la stessa cosa con l’altro fotone originale, e Bob, che è nel suo laboratorio, ha le stesse opzioni di Alice per conoscere i risultati di Brian: o chiedergli (B0), o misurarli da solo lo stesso (B1). Se tutto ciò sembra fonte di confusione, la logica sottostante potrebbe sembrarla ancora di più. In effetti, secondo la meccanica quantistica, i risultati A1 e B1 (quelli stabiliti da Alice e Bob e i loro laboratori da soli) potrebbero essere in contrasto con A0 e A1 (quelli stabiliti da Amy e Alice).

E questo, che sembra assurdo, può essere facilmente verificato eseguendo l’esperimento ancora e ancora, con Alice e Bob che fanno le loro scelte a caso e quindi calcolano le probabilità medie dei risultati. Come spiegano i ricercatori, il processo prevede di fare tre diversi presupposti. Il primo è che Alice e Bob hanno la completa libertà di scegliere come effettuare le loro misurazioni. Il secondo è che la scelta di Alice non influenza i risultati di Bob e viceversa. E il terzo caso, che ci dice nel mondo ci sono fatti che accadono che sono indipendenti dall’osservatore. Nelle parole di Fedrizzi, “i dati ottenuti dopo una misurazione concreta dovrebbero essere oggettivi, un fatto in cui tutti gli osservatori dovrebbero essere d’accordo”.

Se le tre ipotesi fossero corrette, il calcolo delle probabilità non dovrebbe essere maggiore di 2. Ma l’esperimento reale ha dato un valore di 2,47. Il che implica che le tre assunzioni precedenti, o almeno alcune di esse, siano errate. Secondo precedenti esperimenti teorici, anche supponendo che le prime due assunzioni siano corrette, i risultati contraddittori possono continuare a verificarsi. Pertanto, secondo Fedrizzi, “un modo naturale per risolvere il problema è considerare che non ci sono fatti oggettivi”. Dicendo che la terza ipotesi è falsa. L’esperimento potrebbe avere implicazioni immense per la nostra comprensione della vera natura della “realtà quantistica”, che dipende in larga misura da come interpretiamo le teorie. Secondo Fedrizzi e i suoi colleghi, il loro lavoro favorisce interpretazioni che ritengono che i risultati di tutti gli esperimenti siano soggettivi. Allo stesso tempo, l’esperimento mette anche in discussione i principi generali della famosa interpretazione di Copenaghen, secondo la quale le proprietà di un sistema quantistico non esistono finché non vengono osservate, a quel punto diventano realtà oggettive, le stesse per tutti.

Il lavoro di Fesdrizzi e dei suoi colleghi nega anche l’interpretazione degli universi paralleli, secondo cui tutti i possibili risultati di una misura concreta sono reali e oggettivi, ma ciascuno in un universo diverso. È la prima volta i lavori teorici del passato sulla natura di tutto ciò che esiste vengono sperimentati in vero laboratorio. Esiste una realtà oggettiva? L’esperimento suggerisce fortemente di no.