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<\/p>\nI fisici dell\u2019Universit\u00e0 di Toronto hanno dimostrato che i fotoni escono da una nuvola di atomi prima di entrarvi, dimostrando nella pratica l\u2019esistenza del tempo negativo<\/p>\n
Vi \u00e8 mai capitato di cercare una cosa e trovarne un\u2019altra? In campo scientifico, succede pi\u00f9 spesso di quanto si possa pensare. \u00c8 accaduto ad esempio in Canada, all\u2019Universit\u00e0 di Toronto. Ben nove anni fa, nel 2017, un team di ricercatori cercava di misurare il ritardo con cui un raggio di luce laser arrivava a destinazione.\u00a0<\/p>\n
Cosa \u00e8 successo?<\/p>\n
I loro esperimenti prevedevano infatti di sparare fotoni attraverso una nube di atomi di rubidio (un metallo studiato per la sua reattivit\u00e0) a temperature vicine allo zero assoluto e di misurare il conseguente grado di eccitazione atomica. In parole molto povere, quando il fotone (la particella fondamentale che compone la luce) incontra il muro di rubidio, gli cede la propria energia e questo pu\u00f2 essere compreso dal fatto che gli elettroni degli atomi di rubidio si agitano a tal punto da saltare su un livello energetico pi\u00f9 alto allontanandosi dal nucleo). Quando la luce riflette sul rubidio, significa che i suoi atomi restituiscono l\u2019energia dei fotoni e tornano al loro stato di quiete. Ecco, gli scienziati volevano misurare quanto tempo fosse necessario per questa reazione ma dall’esperimento emersero due sorprese: in primo luogo, a volte succedeva che i fotoni attraversavano la nube senza subire variazioni (cio\u00e8 senza cedere energia) ma gli atomi di rubidio si eccitavano lo stesso. Secondariamente, ancor pi\u00f9 strano, quando i fotoni venivano assorbiti, sembravano essere riemessi all\u2019istante, mentre gli atomi di rubidio erano ancora eccitati. Che \u00e8 un modo legittimamente complicato per dire che la luce \u00e8 tornata indietro troppo presto, prima ancora di arrivare.
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Una questione quantistica<\/p>\n
Per comprendere questa scoperta apparentemente illogica, deve intervenire la meccanica quantistica che non considera il tempo dell’assorbimento e della riemissione di un dato fotone in un intervallo di tempo fisso ma in un intervallo probabilistico. Ci\u00f2 significa che non possiamo sapere esattamente quando il fotone entra nella nube di atomi ma solo quando vi entra \u201cin media\u201d: per il famoso principio di indeterminazione di Heisenberg, peraltro, se l’energia del fotone \u00e8 ben definita, allora il suo tempo di ingresso deve essere incerto.\u00a0<\/p>\n
Come pu\u00f2 essere sperimentato?<\/p>\n
Le cose cambiano nel caso in cui il fotone riesca ad attraversare la nube senza subire danni, cio\u00e8 senza incrociare alcun atomo. Conoscendo la velocit\u00e0 della luce e basandosi sul tempo medio impiegato dal fotone per attraversare la nube, allora si scopre che il fotone arriva a destinazione effettivamente molto prima del previsto. Anzi, arriva cos\u00ec presto che sembra aver trascorso un tempo negativo all’interno della nube stessa: in media, esce ancor prima di entrarvi. Questo effetto, peraltro gi\u00e0 noto dal 1993, \u00e8 stato spiegato solo ora in virt\u00f9 del fatto che noi non possiamo sparare e misurare un singolo fotone ma solo un impulso laser di lunga durata: quindi \u00e8 solo la parte frontale dell’impulso ad attraversare in linea retta la nube atomica mentre il resto viene diffuso. Un altro dettaglio complica ulteriormente le cose: \u00e8 noto che le misurazioni in fisica quantistica perturbano inevitabilmente il sistema misurato.\u00a0<\/p>\n
Non ci saranno macchine del tempo<\/p>\n
In conclusione, tutto questo \u00e8 solo il primo passo verso un nuovo e infinito ambito della ricerca quantistica. Banalmente, questo per\u00f2 non dar\u00e0 la possibilit\u00e0 di lavorare a una macchina del tempo nei prossimi secoli di attivit\u00e0 scientifica.<\/p>\n