Un altro record di teletrasporto: dalla Terra allo Spazio

Il test è stato condotto su fotoni entangled: che cosa significa, come è stato realizzato, quali possono essere le ricadute di una scienza così astrusa, in bilico tra fisica e magia.

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C’è un nuovo record di teletrasporto: lo hanno stabilito ricercatori cinesi che, con il Micius project, hanno ottenuto la sincronizzazione istantanea di una coppia di fotoni distanti 500 km l'uno dall'altro, il primo in laboratorio e il secondo in orbita attorno alla Terra.

 

L’esperimento è complesso ed è - per le tecnologie implicate e per il significato - molto distante da ciò che a molti piacerebbe immaginare: il teletrasporto di cui parliamo, l'unico forse alla portata delle nostre scienze, non ha nulla a che vedere con le fantasie di Star Trek o con gli incubi della Mosca di Cronenberg (il celebre remake dell'Esperimento del dottor K, del 1958).

 

Riusciremo mai a viaggiare più veloci della luce? Come funziona il teletrasporto? Quanto consumerebbe un motore ad antimateria? In un video, le verità e le fantasie della fisica di Star Trek.

La storia vera. Nei primi anni Novanta tra la comunità scientifica si fece largo l'idea che un qualche tipo di teletrasporto fosse realizzabile nel quadro delle leggi della fisica quantistica, che descrivono ciò che governa il mondo subatomico, in particolare in virtù di un fenomeno descritto con la parola entanglement.

 

Con uno sforzo titanico di semplificazione, diciamo che l'entanglement si riferisce a una situazione in cui un insieme di oggetti quantistici, che nel caso dell'esperimento cinese sono fotoni (particella elementare di massa nulla mediatrice, o vettore, dell'interazione elettromagnetica), si formano a coppie e nello stesso istante: i singoli elementi di ogni coppia, anche se separati da grandi distanze (chilometri, nel caso degli esperimenti di laboratorio, ma in teoria anche anni luce), mantengono tra loro una specie di profonda sincronizzazione. Così, qualunque variazione avvenga (o venga indotta) su una, si riflette istantaneamente e precisamente sull'altra.

Nulla viene trasmesso, non c'è connessione fisica tra le due particelle: sono "semplicemente" entangled, accoppiate, sincronizzate... Ecco, questo è quello che chiamamo teletrasporto.

 

Fanta-scienza. Nel 2016 due gruppi di ricerca condussero il primo esperimento al mondo di teletrasporto quantistico al di fuori di un laboratorio, tra particelle separate da 140 chilometri di distanza.

 

I ricercatori cinesi sono arrivati ancora più lontano coprendo circa 500 km in verticale, da un laboratorio a Terra (a Ngari, in Tibet, a 5.100 metri d'altezza) al satellite Micius, lanciato nell'agosto del 2016 e posizionato in orbita solare eliosincrona (sorvola ogni dato punto della superficie terrestre alla stessa ora solare locale). Tutti i dettagli dell'esperimento sono descritti su arXiv.

 

In laboratorio, gli scienziati hanno creato coppie di fotoni entagled a un ritmo di 4.000 al secondo, poi ne hanno "lanciato" uno a un rilevatore del satellite, tenendo il gemello a Terra. Le misurazioni sono state eseguite su sei stati quantistici e i riscontri hanno superato i limiti di errore predefiniti.

 

OK... A che cosa serve? In teoria non c’è una distanza limite per l'entanglement: 1 metro oppure 13 miliardi di anni luce, non fa differenza. Quella di una coppia di particelle accoppiate è però una condizione molto particolare e delicata, che può facilmente interrompersi e della quale la scienza sa ancora poco. Inoltre, uno stato quantistico arbitrario e sconosciuto non può essere misurato con precisione o replicato perfettamente (una condizione esclude l'altra).

 

Tutto ciò dà la misura di quanto potrebbero essere limitate, al momento, le nostre visioni e previsioni sugli sviluppi di questi studi e sull'utilizzo delle loro ricadute. Oggi si ritiene che questi esperimenti siano i mattoni fondamentali per arrivare ai computer quantistici e per il "teletrasporto" di informazioni, che non avendo un mezzo fisico (cavi) o elettromagnetico (onde radio) su cui viaggiare sarebbero inviolabili. Tuttavia questo è solo l'inizio: chissà che prima o poi non si arrivi anche all'altro teletrasporto.

14 Luglio 2017 | Luigi Bignami