Le interazioni tra i mondi classici possono spiegare alcuni fenomeni quantistici

Una nuova teoria suggerisce che il bizzarro comportamento del mondo quantistico, con gli oggetti esistenti in due posti contemporaneamente e che si comportano come onde o particelle di luce, potrebbe derivare da interazioni tra molti mondi ‘paralleli’.

“È un cambiamento fondamentale dalle precedenti interpretazioni quantistiche,” dice Howard Wiseman, un fisico teorico quantistico alla Griffith University di Brisbane, in Australia, che insieme ai colleghi descrive l’idea sulla rivista Physical Review X.

I teorici hanno cercato di spiegare il comportamento quantico attraverso varie strutture matematiche. Una delle interpretazioni più vecchie descrive il mondo classico come derivante dall’esistenza simultanea di moti mondi quantici. Ma questo approccio ‘multi mondi’ , pionieristico del teorico americano Hugh Everett III nel 1950, si basa sumondi che si ramificano indipendentemente l’uno dall’altro e non interagiscono affatto.

Al contrario, il team di Wiseman prevede molti mondi che urtano l’uno contro l’altro, definendolo l’approccio dei ‘molti mondi interagenti’. Di per sè, ogni mondo è governato dalla fisica classica newtoniana. Ma insieme, il movimento di questi mondi interagenti dà luogo a fenomeni fisici che in genere si attribuiscono al mondo quantistico.

Gli autori lavorano attraverso la matematica per capire come tale interazione potrebbe produrre fenomeni quantistici. Un esempio ben noto di comportamento quantistico è quando le particelle sono in grado di incanalarsi attraverso una barriera energetica che in un mondo classico non sarebbero in grado di superare. Wiseman dice che, nel suo scenario, quando due mondi classici si avvicinano ad una barriera energetica da entrambi i lati, uno di loro aumenterà la propria velocità mentre l’altro rimbalzerà. Il mondo principale così salterà attraverso la barriera apparentemente insormontabile, proprio come fanno le particelle in un tunnel quantistico.

I fisici descrivono diversi altri esempi di fenomeni quantistici che affermano che potrebbero essere spiegati da molti mondi interagenti. Hanno calcolato, per esempio, come 41 mondi interagenti sarebbero in grado di dar luogo all’interferenza quantistica anche nel famoso esperimento della doppia fenditura, che ha dimostrato che la luce potrebbe comportarsi come un’onda o una particella.

Ma rimane ancora molto lavoro da fare. “Non abbiamo abbiamo risposto tutte le domande che un tale spostamento comporta,” dice Wiseman. Tra le altre cose, lui e i suoi collaboratori devono ancora superare altre sfide fra cui spiegare come la loro teoria dei molti mondi che interagiscono fra loro, potrebbe spiegare il garbuglio quantistico, un fenomeno in cui le particelle separate da una certa distanza siano ancora collegate in relazione alle loro proprietà.

Wiseman spera di reclutare altri ricercatori perchè lo aiutino ad affrontare questioni realtice a quali tipi di forze sono necessarie tra i mondi per poter interagire e se quei mondi richiedono speciali condizioni iniziali di interagire fra tutti. “ciò che mi motiva è la ricerca di una teoria convincente della realtà che riproduce i fenomeni quantistici in modo naturale,” dice.

Charles Sebens, un filosofo della fisica presso l’Università del Michigan ad Ann Arbor, si dice entusiasta del nuovo approccio. Egli ha sviluppato indipendentemente idee simili, a cui ha dato il nome paradossale della meccanica quantistica newtoniana. Essenzialmente, lui e il gruppo di Wiseman prendono approcci diversi per la stessa idea generale. “Forniscono un’analisi molto bella di particolari fenomeni come l’energia dello stato fondamentale e del tunnel quantistico, io discuto probabilità e simmetria in modo più approfondito” dice Sebens. “Penso che insieme facciano un bel lavoro presentando questa nuova ed eccitante idea.” Sebens ha scritto un articolo che descrive il suo approccio e che sarà pubblicato sulla rivista Philosophy of Science.

Il passo successivo per il team sarà trovare le metodologie attraverso cui può essere testata la loro idea. Se l’approccio dei molti mondi interagenti è vero, probabilmente bisognerà prevedere piccole deviazioni dalla teoria quantistica, asserisce Wiseman. “Noi non abbiamo ancora realizzato quali potrebbero essere queste deviazioni, ma penso che sarebbero molto diverse dal tipo di deviazioni che la gente sta attualmente cercando.”

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