I fisici stanno attualmente attraversando un profondo paradosso: mentre la teoria quantistica spiega il comportamento degli atomi con incredibile precisione, non riesce a spiegare la massiccia scala dell’universo guidata dalla gravità. Questo divario suggerisce che la meccanica quantistica non è l’ultima parola sulla realtà, ma piuttosto uno strato di una struttura molto più profonda e complessa.
I ricercatori stanno ora proponendo un quadro teorico noto come QBox, un modello “post-quantistico” che potrebbe colmare il divario tra il mondo subatomico e le leggi della gravità.
La ricerca della gravità quantistica
Per capire perché QBox è importante, bisogna guardare al modello storico della fisica. All’inizio del XX secolo, la fisica “classica” – le prevedibili leggi del movimento che vediamo ogni giorno – si rivelò incompleta. I “buchi” in quelle leggi classiche rivelavano il regno quantistico, un luogo in cui le particelle si comportano come fantasmi ed esistono in più stati contemporaneamente.
Oggi i fisici si trovano ad affrontare un simile “déjà vu”. La teoria quantistica ha un notevole successo, ma fallisce quando viene applicata alla gravità e al cosmo. Per risolvere questo problema è necessaria una teoria della gravità quantistica, che sarebbe essenzialmente una teoria “post-quantistica”, uno strato più profondo di realtà da cui emerge la meccanica quantistica.
Il concetto di “iperdecoerenza”
I ricercatori dietro questo nuovo modello, James Hefford (Istituto nazionale per la ricerca in scienza e tecnologia digitale) e Matt Wilson (Università Parigi-Saclay), hanno basato il loro lavoro su un concetto chiamato decoerenza.
- Decoerenza: il processo attraverso il quale gli effetti quantistici “si disperdono”, facendo apparire il mondo stabile e prevedibile (il motivo per cui non vediamo i gatti sia vivi che morti nella vita reale).
- Iperdecoerenza: i ricercatori propongono che proprio come la decoerenza trasforma il mondo quantistico nel mondo classico, un processo chiamato iperdecoerenza potrebbe trasformare un mondo post-quantistico nel mondo quantistico che osserviamo attualmente.
Per anni, i teoremi matematici hanno suggerito che un simile processo fosse impossibile. Tuttavia, Hefford e Wilson hanno identificato i difetti nelle ipotesi alla base di quelle dimostrazioni precedenti, ritagliando un percorso matematico per l’esistenza di QBox.
Un mondo senza causalità fissa
La caratteristica più sorprendente di QBox è il suo allontanamento dalla nostra comprensione fondamentale del tempo e di causa-effetto. Nella nostra vita quotidiana, la causalità è lineare: L’evento A causa l’evento B.
Nel regno del QBox, tuttavia, incontriamo l’indefinitezza causale. In questo stato, è impossibile determinare se A abbia causato B o se B abbia causato A. Potrebbe sembrare fantascienza, ma è in linea con un requisito chiave per la gravità quantistica:
“Dovremmo preoccuparci [dell’indefinitezza causale] se vogliamo perseguire una teoria della gravità quantistica”, osserva Carlo Maria Scandolo dell’Università di Calgary.
Questo perché la Relatività Generale di Albert Einstein implica che diversi osservatori in diverse parti dello spazio-tempo possano percepire l’ordine degli eventi in modo diverso. QBox fornisce un linguaggio matematico per descrivere questa fluidità.
Cosa si nasconde sotto?
La teoria suggerisce che le informazioni “mancanti” nel nostro universo non sono necessariamente un nuovo tipo di materia (come le stringhe cosmiche), ma piuttosto dimensioni nascoste.
Nello specifico, i ricercatori suggeriscono che queste dimensioni potrebbero essere temporali. L’iperdecoerenza può agire come un filtro, impedendo il nostro accesso ai processi che si muovono indietro nel tempo, “bloccandoci” di fatto nella realtà quantistica prevedibile e in movimento in avanti che sperimentiamo.
La strada da percorrere
QBox è attualmente uno schizzo matematico, non una legge della natura comprovata. I prossimi passi per la comunità scientifica includono:
1. Convalida fisica: sviluppo di una “narrativa” o di un meccanismo fisico che spieghi perché si verifica l’iperdecoerenza.
2. Rigore matematico: Testare la teoria rispetto a nuovi vincoli per garantire che si riduca costantemente alla meccanica quantistica.
3. Test sperimentali: Ricerca di firme concrete di QBox in esperimenti che coinvolgono onde quantistiche sovrapposte.
Anche se alla fine il QBox si dimostrasse errato, funge da “trampolino di lancio” vitale, aiutando i fisici a perfezionare i requisiti per qualunque possa essere la vera realtà post-quantistica.
Conclusione: QBox rappresenta un audace tentativo di mappare matematicamente il territorio oltre la meccanica quantistica, suggerendo che la nostra realtà potrebbe essere una versione semplificata di un universo molto più strano e causalmente fluido.
