Roma – “E’ impossibile prevedere quale teoria, tra le tante proposte, verrà confermata sperimentalmente, ma la sfida è aperta”. Così Leonardo Banchi professore associato di Fisica della materia presso l’Università degli Studi di Firenze (Unifi) ha commentato la formulazione di una nuova teoria che unifica gravità e meccanica quantistica preservando il concetto classico di spaziotempo di Einstein ad opera di fisici dell’UCL (University College di Londra); teoria che va ad affiancarsi ad altre come quella delle stringhe nel tentativo di risolvere le contraddizioni tra il mondo quantistico e quello della gravità di Einstein. “Questa nuova teoria – prosegue Banchi – assume che la gravità sia classica, al contrario della teoria delle stringhe. Storicamente, l’ipotesi che la gravità fosse classica era stata scartata in quanto portava a paradossi ed inconsistenze.
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- Leonardo Banchi, professore associato di Fisica della materia presso l’Università degli studi di Firenze
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- Federico Galli ricercatore presso INFN Firenze
La nuova teoria risolve questi paradossi considerando sistemi classici e quantistici accoppiati, definendo come il sistema quantistico agisce su quello classico e viceversa. Dalla trattazione matematica emerge che le particelle ed i campi quantistici vadano a modificare dinamicamente lo spazio-tempo classico in modo non-deterministico, aggirando in questo modo i problemi delle precedenti teorie”. Il nuovo approccio, se dimostrato, potrebbe rivoluzionare il nostro modo di guardare all’Universo e in particolare permetterebbe di gettare uno sguardo nuovo su alcuni degli elementi più inquietanti e allo stesso tempo affascinanti del nostro cosmo, vale a dire i buchi neri “I buchi neri – spiega Federico Galli ricercatore presso l’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN) di Firenze – forniscono uno degli esempi dove l’incompatibilità della teoria della relatività generale di Einstein e della meccanica quantistica si manifestano in modo più evidente, il problema dell’informazione. In relatività generale i buchi neri sono oggetti che sembrano distruggere l’informazione. Se gettiamo qualcosa dentro un buco nero, oltre l’orizzonte degli eventi, l’informazione riguardo a quell’oggetto è persa. Questo è in contrasto con la meccanica quantistica che richiede che l’informazione, per quanto possa essere ridistribuita e riarrangiata in modo differente e complicato, debba essere preservata. La meccanica quantistica richiede che nella radiazione di un buco nero che evapora si possa in linea di principio leggere quale oggetto era stato fatto cadere oltre l’orizzonte degli eventi del buco nero, ma la descrizione della gravità dice il contrario. L’approccio dominante per provare a risolvere questo tipo di problema è stato quello che una teoria completa e consistente di gravità debba essere quantistica. In questi lavori si esplora una punto di vista differente, come descritto sopra da Leonardo”. Per cercare di fondare in modo empirico la nuova teoria i fisici dell’UCL hanno anche proposto un nuovo esperimento che però al momento richiederebbe uno sforzo considerevole da parte dei soggetti interessati coinvolti, anche a livello istituzionale, assai notevole: “L’esperimento proposto – conclude Banchi – consiste nel verificare una relazione, predetta dalla teoria, tra il tempo di coerenza di una particella massiva il cui stato quantistico si trova in sovrapposizione e le fluttuazioni in misure di precisione di massa. Tuttavia, altri effetti influiscono su queste quantità e la sfida sperimentale sarà quella di riuscire ad isolare l’eventuale contributo gravitazionale. Altri esperimenti stanno testando la natura classica o quantistica della gravità in altri modi. Per esempio, se la gravità fosse quantistica, al contrario di quanto assunto da questa teoria, allora potrebbe creare entanglement tra particelle massive, che in linea di principio è misurabile”. (30science.com)
