Riprodotti viaggi nel tempo, possono migliorare gli esperimenti scientifici

Esperimento dell’Università di Cambridge simula viaggio nel tempo.

I fisici dimostrano che simulare modelli di viaggi nel tempo ipotetici può risolvere problemi sperimentali altrimenti impossibili da risolvere utilizzando la fisica standard.

Ricercatori dell’Università di Cambridge hanno dimostrato che manipolando l’entanglement, una caratteristica della teoria quantistica che lega intrinsecamente le particelle, è possibile simulare cosa potrebbe accadere se si potesse viaggiare all’indietro nel tempo. In questo modo, scommettitori, investitori e sperimentatori quantistici potrebbero, in alcuni casi, cambiare retroattivamente le loro azioni passate e migliorare i risultati attuali.

Se le particelle possono viaggiare all’indietro nel tempo è un argomento controverso tra i fisici, anche se in passato gli scienziati hanno simulato modelli su come tali loop nello spazio-tempo potrebbero comportarsi se esistessero. Collegando la loro nuova teoria alla metrologia quantistica, che utilizza la teoria quantistica per effettuare misurazioni altamente sensibili, il team di Cambridge ha dimostrato che l’entanglement può risolvere problemi altrimenti impossibili. Lo studio è pubblicato sulla rivista Physical Review Letters.

La simulazione si basa sull’entanglement quantistico, che consiste in forti correlazioni che le particelle quantistiche possono condividere e che le particelle classiche, governate dalla fisica quotidiana, non possono. Questo è alla base dei computer quantistici, che sfruttano le particelle collegate per eseguire calcoli troppo complessi per i computer classici.

In sostanza, gli scienziati hanno dimostrato che è possibile, in teoria, retroattivamente cambiare il passato delle particelle quantistiche, influenzando così il risultato degli esperimenti. Tuttavia, questa simulazione ha solo una probabilità del 25% di successo, il che significa che funziona solo una volta su quattro.

Per rendere il loro modello rilevante per le tecnologie, i teorici lo hanno collegato alla metrologia quantistica. In un esperimento comune di metrologia quantistica, i fotoni (piccole particelle di luce) vengono inviati su un campione di interesse e quindi registrati con un tipo speciale di telecamera. I ricercatori hanno dimostrato che anche se imparano come preparare al meglio i fotoni solo dopo che hanno raggiunto il campione, possono utilizzare le simulazioni di viaggi nel tempo per cambiare retroattivamente i fotoni originali.

Per contrastare l’alta probabilità di fallimento, i teorici propongono di inviare un gran numero di fotoni intrappolati, sapendo che alcuni alla fine porteranno le informazioni corrette aggiornate. Quindi utilizzerebbero un filtro per garantire che i fotoni giusti passino alla telecamera, mentre il filtro rifiuta il resto dei “cattivi” fotoni.

In sostanza, questa ricerca non propone una macchina del tempo, ma piuttosto un approfondimento nei fondamenti della meccanica quantistica. Queste simulazioni non ti consentono di tornare indietro e modificare il tuo passato, ma ti consentono di creare un futuro migliore correggendo i problemi di ieri oggi.

Studio Cambridge: David R. M. Arvidsson-Shukur, Aidan G. McConnell, and Nicole Yunger Halpern, Nonclassical advantage in metrology established via quantum simulations of hypothetical closed timelike curves, Phys. Rev. Lett. 2023. DOI: 10.1103/PhysRevLett.131.150202 .