Roma – Monika Schleier-Smith sta testando l’idea che lo spazio-tempo emerga, come un ologramma, dalle interazioni quantistiche tentando di realizzarlo in laboratorio. La notizia è rilanciata da New Scientist che ha pubblicato un corposo approfondimento a questo singolare esperimento.
LO SPAZIO-TEMPO – spiega nella sua introduzione Lyndie Chiou, autrice del reportage giornalistico per New Scientist – potrebbe non essere fondamentale. Invece, secondo il principio olografico, emerge da qualcosa di più profondo, come un ologramma 3D emerge da una superficie piana. Il principio afferma che lo spazio-tempo, e per estensione la gravità, deriva dall’entanglement quantistico”.
E’ da questo ragionamento che Monika Schleier-Smith, fisica della Stanford University in California, sta cercando di creare lo spazio-tempo da zero. Il suo approccio simula un confine olografico 2D attorno a un universo che, secondo il principio olografico, è sufficiente per codificare tutte le informazioni che descrivono l’universo al suo interno. Questa “dualità olografica” dice che lo spazio-tempo e il confine dimensionale inferiore da cui emerge sono equivalenti.
In sostanza, la metodologia di Schleier-Smith prevede esperimenti da tavolo che hanno il potenziale per rivelare come il principio olografico contribuisce ai fenomeni fino a quelli su scala più piccola, dove emergerebbe lo spazio-tempo.
“Gli strumenti con cui lavoro – spiega Schleier-Smith – sono atomi raffreddati al laser. Abbiamo isolato gli atomi in una camera a vuoto e usiamo i laser per portarli a temperature molto basse – milionesimi di grado sopra lo zero assoluto. Li fissiamo dove vogliamo ed è essenzialmente un punto di partenza per avere un modello molto ben controllato di un sistema quantistico.Abbiamo studiato questa idea della dualità olografica [intrappolando] gli atomi tra due specchi che formano un risonatore ottico. La cosa bella di questo risonatore ottico è che permette a qualsiasi atomo di parlare con qualsiasi altro atomo. I fotoni possono viaggiare tra questi atomi e agire come messaggeri che trasmettono informazioni quantistiche tra di loro. La luce genera correlazioni, o intrecci.
Una volta che abbiamo preparato gli atomi e li abbiamo lasciati interagire e impigliarsi, inviamo nuovamente la luce per scattare una foto. Quindi è letteralmente luce che si disperde dagli atomi. Possiamo vedere non solo dove sono gli atomi, ma anche in quale stato si trovano. Gli atomi hanno uno spin interno, possono puntare verso l’alto o verso il basso, e possiamo osservare le correlazioni di spin tra diversi siti della nostra serie di nubi di atomi. atomi. Quindi, in pratica, scattiamo un sacco di foto e analizziamo le correlazioni”.
Come emergerebbe la gravità quantistica da tutto ciò?
“Ringrazio i miei studenti aggiunge la ricercatrice – che sono stati molto intelligenti nel pensare a come analizzare i dati. Si sono resi conto che una cosa che si può fare è misurare le correlazioni tra diverse coppie di siti nella nostra schiera di nuvole atomiche e chiedersi quali coppie siano le più fortemente correlate. Puoi tracciare una linea che collega una qualsiasi delle coppie di nuvole più correlate. Ciò che viene fuori è un grafico ad albero. E grazie ad una meravigliosa collaborazione con un teorico, il compianto Steven Gubser di Princeton, sapevo che questo grafico ad albero è una rappresentazione dello spazio-tempo curvo. La geometria che emerge è qualcosa che assomiglia ad uno spazio-tempo con curvatura negativa. [È lo stesso tipo di spazio-tempo coinvolto nella teoria della] dualità olografica, che non assomiglia proprio alla gravità nel nostro universo, ma è affascinante. Questo è stato un primo passo importante per noi sperimentali per capire esattamente cosa dovresti misurare per vedere la gravità emergere dalla meccanica quantistica. C’è una seconda domanda: questi esperimenti rappresentano ancora un’area di ricerca fruttuosa. Alcune persone sono pessimiste, ma io ho una visione più ottimistica per due motivi. Il primo è che alla fine potrebbe insegnarci qualcosa di profondo e fondamentale sullo spazio-tempo e sulla gravità nel nostro universo. In secondo luogo, forse ci aiuterà a comprendere meglio la meccanica quantistica, in particolare i sistemi quantistici entangled.(30Science.com)
