Recenti esperimenti dimostrano che le particelle dovrebbero essere in grado di andare più veloci della luce quando "scavano" meccanicamente un tunnel attraverso le pareti.
Non appena le equazioni radicali della meccanica quantistica sono state scoperte, i fisici hanno identificato uno dei fenomeni più strani che la teoria permette.
Il "tunneling quantistico" mostra quanto profondamente le particelle come gli elettroni differiscano dalle cose più grandi. Lancia una palla contro il muro e rimbalza all'indietro; lasciala rotolare sul fondo di una valle e resta lì. Ma una particella salterà occasionalmente attraverso il muro. Ha la possibilità di "scivolare attraverso la montagna e scappare dalla valle", come scrissero due fisici su Nature nel 1928, in una delle prime descrizioni di tunneling.
I fisici videro rapidamente che la capacità delle particelle di scavare tunnel attraverso le barriere risolveva molti misteri. Spiegava i vari legami chimici e i decadimenti radioattivi e come i nuclei di idrogeno nel sole siano in grado di superare la loro reciproca repulsione e di fondere, producendo la luce del sole.
Ma i fisici si incuriosirono - un po' all'inizio, poi morbosamente. Quanto tempo, si sono chiesti, ci vuole perché una particella scavi un tunnel attraverso una barriera?
Il problema era che la risposta non aveva senso.
Il primo calcolo provvisorio del tempo di tunneling apparve in stampa nel 1932. Anche le pugnalate precedenti potevano essere state fatte in privato, ma "quando si ottiene una risposta di cui non si può dare un senso, non la si pubblica", ha osservato Aephraim Steinberg, un fisico dell'Università di Toronto.
Solo nel 1962 un ingegnere di semiconduttori della Texas Instruments di nome Thomas Hartman scrisse un saggio che abbracciava esplicitamente le scioccanti implicazioni della matematica.
Hartman scoprì che una barriera sembrava agire come una scorciatoia. Quando si forma un tunnel di particelle, il viaggio richiede meno tempo che se la barriera non ci fosse. Ancora più sorprendente, ha calcolato che l'ispessimento di una barriera difficilmente aumenta il tempo necessario a una particella per scavare un tunnel attraverso di essa. Ciò significa che con una barriera sufficientemente spessa, le particelle potrebbero saltare da un lato all'altro più velocemente della luce che percorre la stessa distanza attraverso lo spazio vuoto.
In breve, il tunneling quantistico sembrava permettere un viaggio più veloce della luce, una presunta impossibilità fisica.
(...)
I calcoli teorici più recenti prevedono che gli atomi di rubidio trascorrano la maggior parte del loro tempo vicino all'entrata e all'uscita della barriera, ma molto poco tempo nel mezzo. "È un po' sorprendente e per nulla intuitivo", ha detto Ramos.
Sondando l'esperienza media di molte particelle di tunneling, i ricercatori stanno dipingendo un quadro più vivido di ciò che accade "all'interno della montagna" di quanto i pionieri della meccanica quantistica si aspettassero un secolo fa. Secondo Steinberg, gli sviluppi confermano il punto di vista che, nonostante la strana reputazione della meccanica quantistica, "quando vedi dove finisce una particella, questo ti dà più informazioni su ciò che stava facendo prima".
(Quantamagazine)
Tradotto con www.DeepL.com/Translator (versione gratuita)
Commenti
Posta un commento