Un esperimento in laboratorio
dimostra 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 di fare errori che non esistono 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
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 Fedrizzi 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.
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