Il tempo non può scorrere all’indietro. Un team di fisici tutto italiano ha validato sperimentalmente la teoria di Glauber, che prevede l’irreversibilità di alcuni fenomeni quantistici. Questo dimostra che la direzione in cui scorre il tempo è unica e non modificabile.
Lo scorso 21 ottobre tutti noi appassionati di Ritorno al Futuro abbiamo celebrato l’arrivo fantastico di Martin McFly dal lontano 1085. Quei pochi fortunati che, come me, hanno festeggiato il medesimo giorno il loro compleanno hanno anche sognato di ricevere in regalo scarpe auto allaccianti, volopattini, giacche auto asciuganti e altre bizzarre invenzioni. Purtroppo né io né gli altri abbiamo ricevuto nulla di simile. Ancor meno nessuno ha avuto il privilegio di conoscere il giovane McFly.
La verità è che Martin McFly non arriverà mai: non solo perchè si tratta di un personaggio inventato, ma anche perchè per la prima volta è stata dimostrata sperimentalmente l’impossibilità di viaggiare nel tempo.
La scoperta recentissima e tutta italiana è stata pubblicata un mese fa su “Scientific Reports”, una rivista del gruppo Nature, essa è frutto di una collaborazione tra l’Istituto di Sistemi Complessi del CNR, il Dipartimento di Fisica dell’università “La Sapienza” di Roma e l’Università dell’Aquila. Si tratta della validazione sperimentale di una teoria già nota ai fisici, formulata dal Premio Nobel Roy Glauber nel 1986. Fino ad oggi nessuno aveva portato a compimento un esperimento che confermasse questi calcoli, ed ancora qualcuno sperava che la freccia del tempo potesse essere invertita. Oggi sappiamo per certo che questo non è possibile. Il tempo non torna indietro.
Il grande problema alla base della ricerca è che la meccanica quantistica non fornisce alcuna spiegazione sul perché alcuni fenomeni naturali siano irreversibili. Mancava, fino alla formulazione della teoria di Gaubler un collegamento tra il mondo irreversibile macroscopico (quello studiato, per intenderci, con le leggi della termodinamica) ed il mondo microscopico descritto da fenomeni reversibili (quelli che non comportano una variazione di entropia) basati sulla quantistica. Glauber ha introdotto il concetto di oscillatore inverso quantistico, una specie di pendolo, come quello di un orologio, che è caratterizzato dalla possibilità di decadere (cioè di fermarsi) solo a determinate velocità. Un oggetto simile può funzionare, stando alla teoria se e solo se alcune transizioni dei suoi stati sono irreversibili. Questa teoria permette quindi di creare un ponte teorico tra il mondo della termodinamica classica e quello della meccanica quantistica.
Validare sperimentalmente questa teoria non costituisce solo una scoperta, per altro importante, di fisica di base. Sono infatti già state pensate numerosi applicazioni tecnologiche che porteranno sviluppi nello studio dei laser e della fotonica, a partire dalla progettazione di nuovi tipi di laser e fibre ottiche per speciali applicazioni, tra cui la costruzione di nuovi microscopi ad altissima risoluzione, per lo studio in vivo di tessuti ed organismi viventi. Oltre che collegare il micro al macro questo team ha saputo anche creare un interessante collegamento tra tecnologia e scienza di base, confermando ancora una volta il prestigio degli scienziati italiani nel campo della fisica e della fotonica.
Per saperne di più:
Comunicato stampa del CNR:
http://www.stampa.cnr.it/docUfficioStampa/comunicati/italiano/2015/Novembre/98_NOV_2015.HTM
Articolo scientifico:
Gentilini et al.: “Physical realization of the Glauber quantum oscillator”, Scientific Reports 5 (2015) doi:10.1038/srep15816
http://www.nature.com/articles/srep15816
