Parliamo di entanglement

[wilcoyote]

Come sapete tre fisici sono stati insigniti del Nobel per i loro studi del bislacco fenomeno dell'entanglement.
Ma di cosa si tratta?
Ci viene in aiuto il fisico e divulgatore Luca Perri.

DI NOBEL, MANI LUNGHE ED EQUAZIONI SBAGLIATE

Avrai sentito parlare dell’entanglement quantistico, magari su qualche post che tira in ballo l’equazione dell’amore di Dirac per cui le persone rimangono legate per sempr…NO.
Dimentica quel post: è tutto sbagliato.
È sbagliato chiamarla equazione, visto che è un sistema di equazioni.
La formula È SCRITTA IN MODO SBAGLIATO PERCHÉ NEMMENO SANNO COPIARE.
Il sistema di equazioni di Dirac non descrive l’entanglement (le equazioni che vi servono per l’entanglement sono altre e meno pucciose).
Ma, soprattutto, una cosa che vale per sistemi MICROSCOPICI non vale necessariamente per sistemi MACROSCOPICI.
Come dice Yoda, “Le dimensioni non contano”. Se non fai fisica. In fisica, purtroppo o per fortuna, contano eccome.
Perciò mi spiace per chi se l’è tatuata, mi spiace per gli scrittori che ogni San Valentino ricondividono sta porcheria, mi spiace per Noemi e la sua “Non smettere mai di cercarmi”, ispirata all’equazione dell’amore. Chiunque sia questo lui, Noemi, sappi che ha già smesso di cercarti. Soprattutto se è un fisico. O, se ti cerca, forse è meglio che tu non ti faccia trovare.

Ma dunque, cos’è ‘sto entanglement?
Dice Wikipedia: «L'entanglement quantistico, o correlazione quantistica, è un fenomeno quantistico, non riducibile alla meccanica classica, per il quale, nella condizione in cui due o più sistemi fisici, tipicamente due particelle, formano un sistema più ampio il cui stato quantico è rappresentato da una combinazione dei loro singoli stati, secondo il principio di sovrapposizione della meccanica quantistica, la misura di un'osservabile di un sistema (sottosistema) determina simultaneamente anche il valore della stessa osservabile degli altri.»
Non hai capito come funziona? Non ti preoccupare, sei comunque in compagnia di praticamente tutte le persone al mondo. Fisici in testa.

Diciamo che abbiamo una particella che può assumere due stati. Ma che non ne assume nessuno finché non ci interagiamo, effettuando ad esempio una misurazione. Come una moneta, quando le si tira una schicchera (termine tecnico-scientifico) con le dita e comincia a ruotare sul tavolo. Finché ruota, è testa o croce? Entrambe le cose. È solo quando la spatascio (altro termine tecnico-scientifico) sul tavolo che diventa o testa o croce.
Immagina ora di avere due particelle, prodotte a seguito dello stesso fenomeno. Due monete, che fai roteare con la stessa schicchera, perché sei un fenomeno di agilità e coordinazione. Quelle due monete (particelle) saranno entangled: legate.
Cosa vuol dire? Che se, mentre ruotano, ne lasci una sulla Terra e l’altra la porti su Plutone (è un esperimento mentale, non stiamo qui a discutere sulla fattibilità della cosa), e poi spatasci quella sulla Terra facendo venire croce, ISTANTANEAMENTE quella su Plutone apparirà testa.
Istantaneamente. Non in fretta, non quasi subito, ma all’istante.

Bello.
Bellissimo.
Inaccettabile.

Almeno per Albert Einstein, che odia a morte la meccanica quantistica nonostante in fondo sia stato lui a farla nascere. Albert se ne arriva tutto tronfio a dire che - se l’entanglement fosse vero - l’informazione che collega una moneta all’altra viaggerebbe più veloce della luce. E ciò è in contrasto con i postulati della teoria della Relatività. E tutto ciò che non è in accordo con teoria della Relatività, secondo Einstein, è sbagliato. Perché l’ha scritta lui, quindi quella è giusta per forza. Mi sento di dire che non è proprio del tutto oggettivo sulla questione.
Albert è talmente divertito da questa buffa idea che, per prendere in giro i quanto-cosi dell’epoca, chiama l’entanglement “azione spettrale a distanza”, come se ci fosse un fantasmino a far comunicare le monete.
Che burlone, Albert. Che burlone.

Assieme a due amici di merende, Einstein propone un’altra spiegazione possibile. Niente monete, compriamo un bignè delle dimensioni di un pallone da calcio e un pacco di barrette dietetiche al gusto “cartongesso con gocce di malta”. Mettiamo, alla cieca, il dolce in una scatola e l’altra roba in un’altra scatola. Non sappiamo in quale pacco ci sia uno e in quale la creazione del Dimonio, perché le confezioni sono chiuse. Poi prendi un Perri e lo spedisci su Plutone.
Se tu rimani sulla Terra, apri il tuo pacco e trovi il bignè, sei immediatamente consapevole che su Plutone c’è un Perri disperato che cova rancore. Ma non è che fino a quando il pacco era chiuso il contenuto era sia bigné che barretta dietetica (vedi gatto di Schrancoradopoundottoratononsocomesiscrive), semplicemente eravamo noi gli ignoranti speranzosi. C’erano delle variabili nascoste a noi ignote, che però avevano già determinato il risultato. L’entanglement, dunque, sembrerebbe stupefacente solo perché noi non sappiamo cose.

Ma chi ha ragione fra Einstein e i quanto-cosi?
Nessuno lo sa con precisione.
Poi, all’inizio degli anni ’60, lo sconosciuto fisico irlandese John Bell trova una complicatissima soluzione matematica al problema. O meglio, elabora un astruso teorema per distinguere tra l’ “entanglement esiste per davvero” e “Perri è rancoroso ma se lo merita perché è ignorante e tutto sommato la dieta male non gli farà”. E giunge alla conclusione che, a spanne, Einstein ha preso un granchio.
Giubilo e gaudio!
Se solo qualcuno si filasse il teorema di Bell. Cosa che, ovviamente, non avviene. Un po’ perché nessuno si fila Bell, un po’ perché in pochi capiscono cosa abbia scritto, un po’ perché nessuno trova un modo per verificare sperimentalmente il suo lavoro.

Fine anni ’60. Gli Stati Uniti sono tutti turbolenze, fra Watergate, Vietnam, movimenti femministi e Pantere Nere. Però, a stare tranquilli fumando la qualunque, ci sono gli hippie.
Fra un trip e l’altro, un gruppo di fisici estremamente hippie riporta in auge la questione, cominciando a cercare collegamenti fra la meccanica quantistica e roba esoterica tipo la telepatia e la telecinesi. Già che ci sono, scrivono bestseller internazionali tipo “Il Tao della Fisica”, una porcheria che ancora si trova in tutte le librerie nella sezione “Scienza”, assieme a “Le carezze cambiano il DNA” di Giacobbo. Sappi che, se hai mai comprato uno di questi due volumi, hai ucciso un fisico nel mondo. Se li hai comprati entrambi, credo sia giunto per te il momento di costituirti.
Nel 1972, un fisico intrippato con la questione - non ci è dato sapere in quale stato di lucidità - si rende conto che, con un barbatrucco, è possibile prendere l’equazione di Bell e testarla sperimentalmente.
Si chiama John Clauser, e vuole eseguire il primo vero test di laboratorio sull’entanglement quantistico. Clauser non ha troppi fondi e risorse, anche perché i suoi capi non sono mica convinti che arriverà davvero a una, quindi si costruisce la strumentazione con del materiale di scarto o - narrano alcune cronache - “preso in prestito” da altri laboratori. Alla fine, il suo esperimento parla chiaro: l’entanglement non funziona per variabili nascoste, funziona e basta.
John Clauser, con una strumentazione di dubbia provenienza, ha appena detto al mondo che Einstein - con burlone - faceva solo rima.

Non tutti però si fidano dell’integerrimo Clauser. Ma lo faranno di Alain Aspect, distinta versione francese del Baffo Moretti che poco tempo dopo perfezionerà l’esperimento e confermerà i risultati del Muciaccia dalle mani lunghe della meccanica quantistica.
Tra la fine degli anni Ottanta e la fine del millennio, gli studi di Anton Zeilinger porteranno all’estremo le potenzialità dell’entanglement, dimostrando la possibilità del teletrasporto quantistico: lo stato di una particella può essere trasferito a un’altra, a distanza. Che fa molto “Portami su, Scotty!” di Star Trek. Ma, più che il teletrasporto del Capitano Kirk, è un “smonto Kirk qua ammazzandolo e creo un suo clone di là”. Insomma, non spedisco una lettera, ma invio una sua copia via fax.
Però oh, è comunque una cosa talmente comoda che metà delle aziende lo considera l’unico metodo accettato per esercitare il diritto di recesso, nel 2022.

E ora, ti chiederai, che ce ne facciamo di questa conoscenza?
A parte che ci facciamo cultura, che è la cosa più importante, ci facciamo anche tecnologia. Senza la meccanica quantistica non avremmo i laser, i superconduttori e tutti gli elettrodomestici, tanto per cominciare. Ma nello specifico, sfruttando l’entanglement, ci stiamo sviluppando computer quantistici, sistemi di crittografia, procedure di sicurezza bancaria e mille altre cosucce carine.

Ecco perché oggi, Scotty, Baffetto e Art-Attack si sono ampiamente meritati un Nobel per la Fisica.
Ecco perché, in fondo, dovremmo festeggiare assieme.
Rimanendo in allerta, però, se alla festa è invitato anche Clauser.

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P.S.: se non si fosse capito, io amo follemente John Clauser

P.P.S.: chiedo scusa ai quanto-cosi per le mie spiegazioni cesellate con l’accetta