Entanglement quantistico: Amore a distanza – Entanglement: Love at a distance

Bacio Cosmico - Cosmic Kiss

Cari amici, oggi vi parlerò ancora di Entanglement e per farlo vi parlerò d’Amore.

Che la meccanica quantistica sia materia poco trattata dai media tradizionali è cosa assodata e ciò accade principalmente per la difficoltà di poterne presentare le incredibili peculiarità ad una vasta platea certamente nella maggior parte dei casi non preparata ad accogliere e capire un meccanismo tanto bizzarro quanto reale. Non sono pochi tra gli scienziati coloro che si sono chiesti come poter spiegare questo fenomeno della fisica in parole semplici, in modo da poterlo introdurre attraverso concetti maggiormente assimilabili e più facili da sperimentare. In un documento scientifico pubblicato nel 2007 si è affrontato il tema arrivando ad un concetto naturale e da tutti conosciuto: l’Amore. Stiamo parlando di una forza tanto profonda e potente capace di unire e tenere legati a distanza nel tempo e nello spazio, esattamente come ciò che accade nel mondo infinitamente piccolo delle particelle. Condivido assolutamente la metafora con la premessa di rimanere lontani da qualsivoglia tentativo di spiegare la meccanica quantistica come una religione o come una filosofia new-age: stiamo parlando di fisica, di scienza, e questa consapevolezza che raccoglie la nozione stessa unitamente al fatto di esserne parte, non può che aprire ad una prospettiva del mondo e dell’Universo assai più ampia e libera da dogmi e filtri che fino ad ora possono aver creato confusione e false convinzioni.
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Il documento di questo articolo scientifico propone la discussione su alcuni aspetti della teoria quantistica e sul loro impatto a livello sociale. Le basi del meccanismo del cosiddetto entanglement quantistico tra due o più parti sono introdotte attraverso un linguaggio semplice e sostenibile per una pubblica platea e sono metaforicamente connesse all’Amore e a ciò che lo rende speciale nelle relazioni umane.

Confessioni di un fisico teorico. I nostri lettori potrebbero chiedersi come e perché un articolo con un titolo tanto strano si inserisce in una rivista di cultura popolare. In realtà, la reazione comune quando la gente incontra un fisico teorico è quella di guardarlo come fosse un “alieno” o peggio, come uno psicopatico in grado di condurre una vita normale godendo però di più soggetti “popolari”. Beh, ci sono molte ragioni per cui la fisica teorica non è così popolare anche tra le persone con una passione per la cultura.

Rimarrete perplessi quando sentirete le assurdità che spesso professiamo su come funziona la natura! La teoria quantistica, in particolare, afferma che la nostra esperienza quotidiana del mondo “macroscopico” (cose che vediamo e tocchiamo) è inutile per descrivere come il mondo “microscopico” (l’insieme delle minuscole componenti delle stesse cose che vediamo e tocchiamo) si comporta. Di questi oggetti molto piccoli si ignora persino che si tratta di particelle (come palle da biliardo) o di onde di energia (come i raggi del sole), e non perché non siamo in grado di rilevarli con precisione sufficiente, ma perché c’è un limite ultimo a priori per la conoscenza che può essere acquisita. Così, a seconda di come li guardiamo, si comportano come particelle o come onde, rispondendo a caso ai nostri test.

Ora provate a dire in giro che le migliori menti del secolo scorso hanno scoperto questo (confermato da oltre 70 anni di evidenze sperimentali): ovvero che il mondo è intrinsecamente casuale ed è impossibile avere informazioni complete dei suoi componenti, e ciò implica che ci sono per esempio poveri gattini che sono allo stesso tempo sia vivi che morti … credo che i più si sentiranno un po’ depressi, e/o si pensa di essere completamente ubriachi!! In effetti, la teoria quantistica potrà tornare utile!

Questo Principio di “incertezza” dice che se si sa perfettamente dove una particella si trova non si può conoscere la sua velocità, e viceversa. Così la prossima volta che un poliziotto vi ferma dicendo che state andando troppo veloce con la vostra auto, provate a dirgli (e fateci sapere se funziona) che secondo un certo signor Heisenberg, così come ci si trova in un dato luogo non c’è modo di sapere quale è stata la vostra velocità; e se si insiste sul fatto che ha inciso la velocità, si risponde che allora non si poteva essere in quel determinato luogo, in quel momento, dal momento che in quel caso sareste delocalizzato in tutto l’universo !!!

Ora, se un paio di coraggiosi lettori sono arrivati vivi fino a questo punto, è possibile abbiano almeno un tremendo mal di testa! Rilassatevi, siete in buona compagnia. Il signor Einstein alla fine ha rifiutato le idee quantistiche perché “Dio, ha detto, non gioca a dadi”. E il signor Feynman (e sto citando tutti vincitori di Premio Nobel!) onestamente, ha dichiarato: “Nessuno capisce la meccanica quantistica”. Quindi, devo eliminare ogni speranza di fare della fisica quantistica un pezzo di cultura popolare? Passo ora a dire qualcosa in più a proposito della caratteristica controintuitiva e radicale della meccanica quantistica, ma cercherò di rendere la cosa il più naturale possibile attraverso un sentimento che ognuno sperimenta dal momento della nascita e per la prima volta: l’Amore.

Entanglement: passione a distanza. Il Signor Schrödinger (altro pioniere della meccanica quantistica e premio Nobel: è lui che ha ideato e promosso l’esempio del gatto vivo e morto allo stesso tempo) ha coniato il termine “entanglement” (interlacciamento) nel 1935 per descrivere un particolare collegamento tra sistemi quantistici: “Quando due sistemi entrano in interazione fisica temporanea a causa di nota forza tra loro, e quando dopo un tempo di influenza reciproca dei sistemi questi vengono nuovamente separati, non possono più essere descritti nello stesso modo di prima. Personalmente non lo chiamerei “uno”, ma piuttosto “il” tratto caratteristico della meccanica quantistica, quello che impone il suo intero partendo da linee classiche di pensiero. Dall’interazione i due sistemi sono diventati “aggrovigliati”, “interlacciati”. “

L’entanglement si manifesta quindi come una correlazione in qualche modo sconcertante (Einstein la definì come una “inquietante azione a distanza “) tra le parti che una volta entrate in contatto, mantengono il loro contatto anche se lontane per miglia. Ciò è stato dimostrato sperimentalmente con singoli atomi o fasci di luce: ma come può tutto questo adattarsi alla nostra esperienza quotidiana di vita? Il sentimento più vicino che mi viene in mente è quello di amare. Questa espressione è stata coniata da RD Gill.

Pensate ad una madre e a suo figlio, o a due amanti che hanno condiviso un’emozione intensa e che vivono ai lati opposti del mondo. Si sentono l’un l’altro, percepiscono la felicità o la tristezza del partner lontano, e sono influenzati da questo profondo legame. Schrödinger ha aggiunto: “Un altro modo di esprimere questa peculiare situazione è che le migliori conoscenze possibili di un intero non comprendono necessariamente la migliore conoscenza possibile di tutte le sue parti. La mancanza di conoscenza è dovuta all’interazione stessa “.

Nella nostra metafora, nessuno dei due amanti è completo da solo. Solo nel loro insieme, si completano a vicenda. Essi sono non- metà separabili della medesima entità del tutto “interlacciata”. Nessuna corretta e completa comprensione, sia per motivi fisici che psicologici, è disponibile per questo fenomeno. Ma il linguaggio dell’arte, probabilmente, può renderlo più chiaro: l’entanglement è mirabilmente descritto da Pamela Ott – Entanglement, che ha quasi conoscenza zero della meccanica quantistica (ho chiesto conferma a lei!) e dipinge “dal suo subconscio”. Il curvarsi delle linee, la scelta dei colori, l’intreccio sbiadito dei corpi e delle anime è quello che a mio parere più si avvicina ad una immagine verosimile dell’entanglement e dell’amare con passione.

Famiglie interlacciate: monogamia contro promiscuità. Ora il soggetto diventa intrigante. Che cosa succede se ci sono tre o più parti in questo gioco d’amore? Tecnicamente, stiamo affrontando il tema complesso “dell’entanglement multipartito”. In questo contesto, c’è una legge fondamentale: l’entanglement è monogamo! Se i nostri due amanti, tradizionalmente chiamati Alice e Bob, si amano veramente e profondamente l’un l’altro, ovvero massimamente “entangled” tra loro, non c’è modo per Alice di provare anche un po’ d’amore per Carlos (e lo stesso vale per Bob e Clara). Questo aspetto è forse un po ‘controverso, così come nella nostra moderna cultura sta diventando sempre più popolare violare la monogamia nei rapporti umani … ma almeno lasciatemi dire che l’entanglement, ora che lo guardiamo con gli occhi dell’amore, non appare poi così come uno strano mostro come molte persone (anche tra quelle eminenti) hanno pensato che fosse. Sta iniziando a piacervi?

Sappiate però che se l’amore tra Alice e Bob non è totale, ognuno di loro sarà in grado di condividere un certo amore con altre parti !! Così, quando tornate a casa, siate sicuri che il vostro partner sia massimamente entangled con voi, altrimenti, i sospetti diventano legittimi!! Un altro aspetto interessante può sorgere in relazioni pluripartitiche cosiddette “entangled”. L’immagine qui sopra (in totale entanglement che esclude terzi) si applica strettamente e molto semplicemente a oggetti “binari” (o persone), solo in grado di rispondere sì o no a qualsiasi domanda senza argomentazioni più strutturate (noi li chiamiamo “qubit”). Ma supponiamo ora che Alice e Bob siano personaggi più complessi (che noi chiamiamo “sistemi continui variabili”), in grado di rispondere a domande che necessitano di una serie di elaborate motivazioni. Tali tipologie di persone più affidabili, possono ad un certo punto pensare di arricchire la loro vita familiare con un bambino. Possono amare il loro bambino mentre è in atto questa forma monogama tra loro due? Sì, è possibile! In questo scenario, l’entanglement (amore) tra loro due nella loro famiglia può essere arbitrariamente forte, e questo aumenta l’intreccio vero e proprio (amore) condiviso da tutti e tre (mamma, papà, e bambino). Non è una bella immagine romantica? In realtà, una descrizione alternativa potrebbe essere posta in termini di gruppo composto da tre o più persone, le quali potrebbero anche essere tutte dello stesso sesso! E questa “libertà” che si pone se la loro personalità è multiforme e non binaria, è una sorta di promiscuità: più ogni due di loro sono attratti gli uni dagli altri, tanto più a loro piace stare tutti insieme e agire, come dire… in attività più complesse!

La società quantistica, vedete, non è molto diversa dalla nostra, dopo tutto: siamo fatti di quanti e immersi in loro … chi sta influenzando chi? Esistono implicazioni importanti sulla nostra società quantistica?

Questi sono modi divertenti per cercare di mettere in relazione il mondo microscopico (in cui l’entanglement forse non ha nulla a che fare con l’amore) con il mondo in cui siamo abituati a vivere.

Ognuno può immaginare la situazione che nella sua fantasia meglio si applica a questo strano reame quantico. Già all’epoca di romani e greci, la gente ha inventato figure (dei) associate ad eventi naturali, raffigurandoli spesso in banchetti dove si trovavano coinvolti in situazioni amorose. L’entanglement è sicuramente uno dei misteriosi “dei” del Libro della Natura come lo conosciamo oggi, e “quando si tratta di entanglement, secondo V. Vedral, abbiamo scoperto appena la punta di un iceberg “. Concludo accennando a quello che l’entanglement può davvero fare per noi. Oltre ai suoi decisamente interessanti aspetti sociali a livello microscopico, la nuova rivoluzione della tecnologia dell’informazione quantistica è in atto, sulla base del famoso intreccio e le sue proprietà. In particolare, Alice e Bob possono inviarsi e flirtare inviandosi e-mail l’un l’altro con la sicurezza incondizionata che nessuno può intercettarle, come se a crittografare i loro dati fosse una chiave segreta stabilita dalla casualità intrinseca delle particelle quantistiche, e protetta dalla monogamia dell’entanglement. E questa è la realtà: criptosistemi quantistici sono dei dispositivi che si possono acquistare e installare sul proprio PC per risolvere definitivamente il problema (quantistico) degli hacker. Allo stesso modo, stiamo lavorando per costruire computer quantistici, che sfruttano lo stato di sovrapposizione quantistica (onda e particella, vivi e morti ..) per fare calcoli paralleli miliardi di volte più velocemente dei supercomputer attuali !!! E c’è molto, molto di più …

Mi ha fatto piacere parlare di un aspetto particolare della scienza, che sta entrando gradualmente tra gli interessi nella cultura popolare. Come questo, ce ne sono molti altri. Ora, la prossima volta che incontrerete un fisico teorico, non guardatelo in quel modo strano :)

e ricordate … siamo tutti “entangled”! 

Gerardo Adesso
Università degli Studi di Salerno (Italy) & Universitat Autònoma de Barcelona (Spain)
CURRICULUM VITAE – Gerardo Adesso

This brief article discusses some aspects of quantum theory and their impact on popular culture. The basic features of quantum entanglement between two or more parties are introduced in a language suitable for a general audience, and metaphorically connected to love and faithfulness in human relationships.

The social aspects of quantum entanglement
Confessions of a theoretical physicist. Our readers might be wondering how and why an article with such a strange title fits in a journal of popular culture. Actually, the common reaction when people meet a theoretical physicist is to look at him like an alien, or an autistic psychopath unable to conduct a normal life enjoying more ‘popular’ subjects. Well, there are many reasons why theoretical physics is not so popular even among people with a passion for culture. Everybody would be puzzled when hearing the absurdities that we often profess about how Nature works! Quantum theory, specifically, affirms that our everyday experience of the “macroscopic” world (things that we see and touch) is useless to describe how the “microscopic” world (the minuscule components of the same things that we see and touch) behaves. These tiny objects don’t even know whether they are particles (like billiard balls) or waves of energy (like sun rays), and not because we are unable to detect them with enough precision, but because there is an ultimate a priori limit to the knowledge that can be gained. Thus, depending on how we look at them, they behave as particles or as waves, answering randomly to our tests. Now go and tell everybody that the best minds of the last century discovered this (confirmed by over 70 years of experimental evidences): that the world is intrinsically random and it’s impossible to have complete information of its components, and this implies that there are for example poor kittens which are at the same time dead and alive… I guess they will feel a bit depressed, and/or will think that you are completely drunk!! Indeed, quantum theory might come handy! This “uncertainty” principle says that if you know perfectly where a particle is, you cannot know its speed, and viceversa. So next time a policeman stops you saying you’re running too fast with your car, try to tell him (and let us know if it works) that according to a Mr Heisenberg, as you are in a given place there’s no way to know which was your speed; and if he insists that he has recorded your speed, you answer that you couldn’t be in that given place at that moment, as you are delocalized in the entire universe!!! Now, if a couple of brave readers arrived alive at this point, they must have at least a terrible headache! Relax, you are in good company. Mr Einstein eventually refused quantum ideas because “God – he said – does not play dice”. And Mr Feynman (and I’m mentioning all Nobel Prize winners!) honestly said: “Nobody understands quantum mechanics”. So, do I have any hope to make quantum physics a popular piece of culture? I will now tell you something about the most counterintuitive and radical feature of quantum mechanics.. yet I will try to make it as natural as the feeling that everybody experiences from the moment of birth and before: love.

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2 Responses to Entanglement quantistico: Amore a distanza – Entanglement: Love at a distance

  1. avatar Roberta says:

    Siamo fatti di quanti … Quanti quanti hai?

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