Roma – Il viaggio nel tempo è sempre stato considerato un’ affascinante possibilità, esplorata nei film e nei libri di fantascienza, ma fisicamente non realizzabile per via della serie dei paradossi che si incontrerebbe. Questo da un punto di vista della fisica Newtoniana, dove la gravità è pensata come una forza. Tuttavia nell’ambito della relatività generale la situazione è diversa. In tale contesto, lo spazio e il tempo sono correlati, la gravità è direttamente conseguenza della geometria e le soluzioni delle equazioni di Einstein rivelano delle incredibili sorprese. In particolare esistono delle soluzioni che si chiamano CURVE TEMPORALI CHIUSE (CTC) che sono dei cerchi non nello spazio ma nel tempo. Ciò vuol dire che nell’ambito della relatività generale il viaggio nel tempo sono possibili e in particolare una particella che segue una linea CTC potrebbe effettivamente procedere al contrario nel tempo e apparire prima di essere creata.
Bisogna però ricordare che la relatività generale di Einstein, importante per capire il moto nei campi gravitazionali, non è l’unica teoria da tenere in conto. Le particelle elementari devono al contempo soddisfare ai requisiti della meccanica quantistica o più in generale alle regole delle teorie di campo quantistiche. Queste impongono delle condizioni molto severe sui viaggi nel tempo lungo le CTC e uno degli assiomi inevitabili della meccanica quantistica è l’unitarietà dell’evoluzione del sistema. Cioè la probabilità totale di misurare lo stato quantico di una particella che evolve dinamicamente deve conservarsi. Questo requisito è alla base dell’interpretazione moderna della meccanica quantistica.
Equipement – Quantum 3-node network (Alice), QuTech, TU Delft Alice, la ricevente delle informazioni quantistiche teletrasportate. All’interno del cilindro di alluminio nero, il campione di diamante viene raffreddato a -270 °C, per ridurre il rumore ambientale e consentire il controllo quantistico.
Credito: Marieke de Lorijn per QuTech.
In generale, l’evoluzione del sistema lungo una CTC non conserva l’unitarietà del sistema e quindi viola gli assiomi della meccanica quantistica e questa possibilità è da rigettare, tuttavia ci sono delle particolari curve CTC che ammettono una evoluzione unitaria e quindi compatibili. Ad esempio il modello di M. Dutsch che prevede una soluzione molto elegante di CTC con evoluzione unitaria. Nell’articolo in oggetto (leggi qui l’originale) si esplora un’altra possibilità e per questo dobbiamo fare ancora un preambolo.
Oggigiorno lo studio dell’evoluzione dei sistemi quantistici che tengono in conto una delle proprietà più incredibili della meccanica quantistica, cioè l’intreccio (Entanglement) tra due o più particelle, usa i diagrammi a porte logiche quantistiche che sono alla base del software dei computer quantistici. Quindi l’elaborazione, usando un computer quantistico, a partire da uno stato quantistico dato ad uno finale corrisponde all’evoluzione unitaria di un processo fisico e spesso coinvolge particelle intrecciate tra di loro. Ora, se questo intreccio (Entanglement) è fatto solamente guardando alla distanza spaziale tra particelle si ottengono i risultati noti che le misure effettuate in un punto sono correlate con quelle effettuate ad una certa distanza, ma se l’intreccio coinvolge anche la distanza temporale, allora abbiamo una correlazione tra una particella che avanza nel tempo con una che procede in modo retrogrado. Quindi ipoteticamente sfruttando la relatività di Einstein e le proprietà dell’Entanglement si potrebbero ottenere dei processi su computer quantistici con correlazioni tra tempi diverse ed effettivamente apparirebbero come se avessimo modificato le condizioni iniziali a posteriori (da cui il nome di CURVE TEMPORALI CHIUSE POST-SELEZIONATE). Questi processi non producono i paradossi tipici dei viaggi nel tempo, in quanto l’informazione quantistica deve essere supportata da una trasmissione classica di informazioni che non viola i principi di causalità temporale (allo stesso modo in cui la correlazione a distanza nell’Entanglement non viola l’esistenza di una velocità massima che è quella della luce).
Al momento, i risultati dell’articolo sono solo teorici, ma offrono una nuova visione della potenza dei computer quantistici con affascinanti risvolti come il viaggio a ritroso nel tempo.
Attendiamo con ansia di vedere se sia realmente possibile realizzare in pratica queste meravigliose nuove idee.(30Science.com)
