Dove finisce la teoria quantistica?
La fisica quantistica è stata per decenni il pilastro della nostra comprensione del mondo subatomico. Ma cosa succede se esiste qualcosa oltre? Un recente studio matematico ha mappato con precisione i limiti delle correlazioni quantistiche, aprendo le porte a un’ipotesi audace: esisterebbe un livello ancora più profondo e sconosciuto, che potremmo definire post-quantistico.
Correlazioni quantistiche e il test di Bell
Uno dei fenomeni più affascinanti della meccanica quantistica è l’entanglement, quella misteriosa connessione che lega due particelle anche se separate da enormi distanze. Per verificare se due particelle siano entangled, i fisici utilizzano i cosiddetti test di Bell, che si basano sulla misurazione ripetuta dei sistemi per ricavare una distribuzione di probabilità dei loro stati possibili.
Il nuovo studio, condotto dai ricercatori Jean-Daniel Bancal e Victor Barizien, ha spinto questo approccio oltre il limite. Invece di partire dalle proprietà fisiche dei sistemi, gli scienziati hanno invertito la logica: hanno identificato quali distribuzioni sono compatibili con un sistema quantistico noto e quali no.
Alla frontiera del post-quantico
Analizzando un sistema semplificato — un qubit che può esistere in due soli stati (0 o 1) — i ricercatori hanno calcolato matematicamente tutte le distribuzioni di probabilità compatibili con la teoria quantistica. Ogni deviazione da questa mappa potrebbe segnalare qualcosa che non appartiene più al mondo quantistico, ma a una nuova teoria ancora sconosciuta.
Ciò che rende questo studio particolarmente potente è la precisione con cui è stato condotto. Si tratta di un approccio esatto, raro in un campo dove la complessità cresce esponenzialmente con l’aggiunta di variabili. L’identificazione del confine tra quantico e post-quantico è un passo rivoluzionario, non solo sul piano teorico ma anche per le implicazioni pratiche.
Impatti su calcolo e comunicazione quantistica
Uno degli aspetti più promettenti di questa scoperta riguarda la sicurezza dei dispositivi quantistici. Poiché lo studio mostra come si possano dedurre le proprietà di un sistema semplicemente osservandone il comportamento statistico, non è più necessario fidarsi ciecamente del produttore del dispositivo. Questo è particolarmente utile nel contesto della critto-comunicazione quantistica e del calcolo sicuro.
Secondo Martin Plesch, fisico teorico dell’Accademia Slovacca delle Scienze, questi strumenti potrebbero migliorare in modo significativo la verifica dell’affidabilità di hardware quantistici, un traguardo inimmaginabile nei sistemi classici.
La grande domanda: il mondo è davvero solo quantistico?
Il punto più affascinante dell’intera scoperta non sta solo nella possibilità tecnica di testare nuovi dispositivi, ma nella sfida epistemologica che pone. Alcune delle distribuzioni di probabilità che emergono oltre il limite quantistico non violano nessuna legge fisica nota, il che porta a chiederci: il nostro universo è veramente confinato entro i limiti della meccanica quantistica, oppure c’è spazio per una fisica ancora più radicale?
L’assenza di una teoria post-quantistica condivisa non rende queste domande meno rilevanti, anzi. Siamo probabilmente davanti a un momento simile a quello vissuto all’inizio del XX secolo, quando la meccanica classica non bastava più a spiegare certi fenomeni. Oggi, con questo studio, abbiamo in mano una bussola che potrebbe guidarci nel territorio inesplorato del post-quantico.
Un puzzle matematico con conseguenze filosofiche
Barizien paragona il loro lavoro alla composizione di un puzzle costruito nel tempo, utilizzando frammenti di studi passati, intuizioni matematiche e calcoli teorici estremamente raffinati. Il risultato non è solo un traguardo tecnico, ma un invito a ripensare i confini della realtà fisica.
Non è ancora stato osservato sperimentalmente nulla che superi il limite della teoria quantistica, ma se mai accadesse, questa ricerca ci fornirebbe gli strumenti per riconoscerlo. Potremmo trovarci sulla soglia di una nuova era scientifica.
