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14/8/2008

PIERO BIANUCCI

Possono esistere fenomeni «almeno» centomila volte più veloci della luce. Lo dice un esperimento realizzato all’Università di Ginevra dal gruppo del fisico Nicolas Gisin. L’annuncio è sull’ultimo numero di Nature. Se riuscissimo a viaggiare con questa velocità arriveremmo in un centesimo di secondo su Marte, basterebbero 23 minuti per raggiungere Alpha Centauri (la stella più vicina), in un anno potremmo attraversare la Via Lattea e in 22 approdare alla galassia di Andromeda.

Per adesso ciò che ha viaggiato «almeno» centomila volte più veloce della luce è soltanto una proprietà di un fotone, cioè di una particella luminosa. Un teletrasporto, sì, ma - come dire? - molto leggero. Dal punto di vista concettuale però è una rivoluzione. L’esperimento dimostra che il «muro» della luce, dogma della relatività di Einstein, non esiste nello strano mondo della meccanica dei quanti.

Naturalmente il professor Gisin - 56 anni, bravo giocatore di hockey - non pensa ad astronavi tipo Star Trek. A lui interessano i principi fisici fondamentali che l’esperimento indaga. Ma anche applicazioni commerciali non troppo futuribili: utilizzando i risultati di queste ricerche si potrebbe criptare in modo impenetrabile la trasmissione di informazioni. Una faccenda molto pratica, che riguarda anche l’uso della nostra carta di credito. E addio intercettazioni sui cellulari. A concepire l’esperimento è stato Daniel Salart, un dottorando allievo del professor Gisin. Fotoni gemelli, cioè prodotti insieme e con identiche proprietà quantistiche, sono stati spediti tra Satigny e Jussy, due piccoli paesi del Cantone di Ginevra, lungo una fibra ottica lunga 18 chilometri.

Esperimenti di vari gruppi di ricercatori provano che anche dopo averli separati due fotoni gemelli rimangono «correlati»: se varia una proprietà quantistica del primo, la stessa cosa accade al secondo, per quanto sia lontano. Non ci sono violazioni del principio di causa-effetto, perché per verificare l’evento è comunque necessario ricorrere a mezzi di comunicazione convenzionali rispettando il limite della velocità della luce. Ma il cambiamento della proprietà quantistica risulta in apparenza istantaneo. Einstein, negando la realtà del fenomeno, parlava di «azione fantasma». Eppure la correlazione è reale: lo hanno dimostrato già una ventina di anni fa le ricerche di Alain Aspect (Università di Parigi), Francesco De Martini (Università di Roma) e Anton Zeilinger (Università di Innsbruck).

Ma l’adeguarsi di un fotone alla proprietà quantistica del suo gemello è davvero istantaneo? Questa è la domanda alla quale ha cercato di rispondere l’esperimento di Ginevra. «Sull’esistenza delle correlazioni quantistiche - dice Gisin - non esistono più dubbi. La loro natura però rimane misteriosa. Una ipotesi per spiegare la correlazione è che una specie di “bacchetta” invisibile e infinitamente rigida trasmetta la proprietà quantistica da un oggetto all’altro. L’ipotesi da noi messa alla prova è che la velocità, benché grandissima, sia in effetti limitata. In questo caso, se gli eventi fossero sufficientemente distanti e ben sincronizzati, la “bacchetta” non avrebbe il tempo di agire e le correlazioni quantistiche dovrebbero scomparire». E’ la verifica compiuta dallo studente di Gisin rilevando le correlazioni tra fotoni sulla rete di fibra ottica tra Satigny e Jussy per 24 ore di seguito, cioè per una intera rotazione
terrestre, in modo da escludere disturbi del sistema di riferimento. Quando a Satigny un fotone cambiava stato, la stessa cosa accadeva al fotone arrivato a Jussy, come se i due fotoni avessero potuto mettersi d’accordo comunicando a velocità infinita.

Al termine dell’analisi dei loro dati, i ricercatori sono arrivati alla conclusione che l’«azione fantasma», ammesso che non sia istantanea, è in ogni caso almeno 100 mila volte più veloce della luce. Per la prima volta si riesce a stabilire questo limite con una misura certa. Compiendo un passo ulteriore, gli autori dell’articolo su Nature sostengono che non esiste alcuna «azione fantasma»: le correlazioni quantistiche possono manifestarsi contemporaneamente in più luoghi, come se emergessero dall’esterno dello spazio-tempo in cui viviamo. Davvero, è il caso di dirlo, cose dell’altro mondo.


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