A Stoccolma sono stati proclamati i tre vincitori del Premio Nobel per la Fisica 2022. Alain Aspect, John Clauser e Anton Zeilinger hanno studiato l’”entanglement”, cioè la correlazione tra particelle che, quando si separano, si mantiene anche a distanza.
Premio Nobel per la Fisica 2022 a Alain Aspect, John Clauser e Anton Zeilinger
Alain Aspect, John Clauser e Anton Zeilinger sono i “pionieri della meccanica quantistica”, perché hanno portato all’attenzione del grande pubblico uno dei fenomeni più esoterici: il fatto che in determinate condizioni sia possibile generare particelle (tipicamente particelle di luce, cioè fotoni, ma anche elettroni, protoni e nuclei atomici) che condividono una stessa proprietà (per esempio la polarizzazione o lo spin) in modo correlato. Sotto queste parole arcane c’è una idea che ha ispirato molti libri e film di fantascienza: il teletrasporto. Vale a dire la possibilità di trasportare a distanza un oggetto fisico e al limite un essere vivente, ricomponendolo nel luogo di destinazione particella per particella.
Alcuni giornali, come La Stampa, riportano come titolo “Premio Nobel al teletrasporto”. Seppur sia una forzatura estrema, non è completamente priva di fondamento concettuale. In sostanza, sono le proprietà delle particelle, le informazioni che le caratterizzano come lo spin (rotazione) e la polarizzazione, ad essere teletrasportate.
Il teletrasporto
Si è calcolato quante informazioni bisognerebbe trasferire per riprodurre una persona umana a distanza. L’esito toglie ogni speranza. Poiché siamo costituiti da circa 10 alla 28 atomi, ognuno dei quali per essere descritto richiede un centinaio di bit, bisognerebbe rilevare, memorizzare e riprodurre 10 elevato alla 30 bit. Per processarli, il più potente calcolatore attuale impiegherebbe un tempo 10 volte più lungo di quello trascorso dal Big Bang ad oggi. No, non c’è speranza per il teletrasporto su scala macroscopica.
Tuttavia su scala microscopica, il teletrasporto è stato realizzato in laboratorio e anche fuori: nel 2004 il gruppo del fisico austriaco Anton Zeilinger è riuscito a teletrasportare lo stato di alcuni fotoni a 600 metri scavalcando il Danubio. E nel 2010 un gruppo di fisici cinesi ha raggiunto la distanza di 16 chilometri aprendo un canale quantistico attraverso l’atmosfera: il che fa pensare che si potrebbe teletrasportare anche dalla superficie del pianeta Terra verso altri pianeti.
Sono esperimenti affascinanti, ma ancora una volta la loro importanza non consiste nel vederli come primi passi di un traguardo macroscopico che probabilmente non sarà mai raggiungibile (e forse è meglio così). L’importanza di queste ricerche sta nel fatto che le loro applicazioni stanno già diventando molto concrete: calcolatori quantistici ultrapotenti, tecniche per criptare messaggi a prova di qualsiasi tentativo di decifrazione (cosa interessante anche per la nostra carta di credito), memorie quantistiche, elaborazione di immagini “fantasma”, orologi atomici mille volte più precisi di quelli dell’attuale generazione.
Entanglement, la proprietà che correla due particelle a distanza
I fisici chiamano “entanglement”, letteralmente “intreccio”, la proprietà che correla tra loro due particelle a distanza. Il concetto fu a lungo ritenuto eretico perché sembra violare l’assioma della insuperabilità della velocità della luce. Einstein non accettò mai che l’”entanglement” fosse una realtà e per dimostrarlo escogitò un esperimento ideale nel quale due lettere vengono spedite e aperte in due luoghi lontani simulando la trasmissione istantanea delle informazioni in esse contenute. E’ il famoso “paradosso di Einstein, Rosen e Podolsky” e diede filo da torcere a molti illustri fisici come Bohr e Heisenberg, convinti del contrario sulla base di una più audace interpretazione della meccanica quantistica. Gli esperimenti non ideali ma reali di Aspect, Zeilinger e Clauser, per una volta, hanno dato torto a Einstein.
