“Tempo negativo”: ricecatori canadesi affermano di poter dimostrare che esiste

Da tempo gli scienziati sanno che a volte la luce sembra uscire da un materiale prima di entrarvi, un effetto che è stato archiviato come un’illusione causata dal modo in cui le onde vengono distorte dalla materia.

Ora, i ricercatori dell’Università di Toronto, attraverso innovativi esperimenti quantistici, affermano di aver dimostrato che il “tempo negativo” non è solo un’idea teorica: esiste in un senso fisico tangibile, che merita un esame più attento.

I risultati, che non sono ancora stati pubblicati su una rivista specializzata, hanno attirato l’attenzione e lo scetticismo di tutto il mondo. Pare proprio che un fotone possa passare un “Tempo negativo” all’interno di un atomo.

I ricercatori sottolineano che questi risultati perplessi evidenziano una peculiare stranezza della meccanica quantistica piuttosto che un cambiamento radicale nella nostra comprensione del tempo.

“È un argomento difficile da trattare, anche per noi che parliamo con altri fisici. Veniamo sempre fraintesi”, ha dichiarato Aephraim Steinberg, professore dell’Università di Toronto specializzato in fisica quantistica sperimentale.

Sebbene il termine “tempo negativo” possa sembrare un concetto tratto dalla fantascienza, Steinberg ne difende l’uso, sperando che possa suscitare discussioni più profonde sui misteri della fisica quantistica.

Daniela Angulo, uno dei ricercatori

Esperimenti con il laser

Il team ha iniziato a esplorare le interazioni tra luce e materia già da anni.  Quando le particelle di luce, o fotoni, passano attraverso gli atomi, alcune vengono assorbite dagli atomi e successivamente riemesse. Questa interazione modifica gli atomi, ponendoli temporaneamente in uno stato ad alta energia o “eccitato” prima di tornare alla normalità.

Nella ricerca guidata da Daniela Angulo, il team ha cercato di misurare quanto a lungo questi atomi sono rimasti nel loro stato eccitato. “Questo tempo si è rivelato negativo”, ha spiegato Steinberg, ovvero una durata inferiore a zero. Un concetto difficile da comprendere, ma lo stato eccitato è praticamente terminato prima di iniziare.

Per visualizzare questo concetto, immaginate le auto che entrano in un tunnel: prima dell’esperimento, i fisici riconoscevano che, mentre l’orario medio di ingresso di un migliaio di auto poteva essere, ad esempio, mezzogiorno, le prime auto potevano uscire un po’ prima, ad esempio alle 11:59 del mattino. Questo risultato era stato precedentemente liquidato come insignificante.

Ciò che Angulo e colleghi hanno dimostrato è simile alla misurazione dei livelli di monossido di carbonio nel tunnel dopo l’uscita delle prime auto e alla scoperta che le letture avevano un segno meno davanti.

Inerpretazione artistica di un fotone che attraversa un atomo

Relatività intatta

Gli esperimenti, condotti in un secondario laboratorio seminterrato irto di cavi e dispositivi avvolti in alluminio, hanno richiesto oltre due anni per essere ottimizzati. I laser utilizzati dovevano essere attentamente calibrati per evitare di distorcere i risultati.

Tuttavia, Steinberg e Angulo si affrettano a chiarire: nessuno sostiene che il viaggio nel tempo sia una possibilità. “Non vogliamo dire che qualcosa abbia viaggiato all’indietro nel tempo”, ha detto Steinberg. “È un’interpretazione errata”.

La spiegazione risiede nella meccanica quantistica, in cui particelle come i fotoni si comportano in modo confuso e probabilistico anziché seguire regole rigide.

Invece di aderire a una linea temporale fissa per l’assorbimento e la riemissione, queste interazioni si verificano attraverso uno spettro di durate possibili, alcune delle quali sfidano l’intuizione quotidiana.

Secondo i ricercatori, questo non viola la teoria della relatività speciale di Einstein, secondo la quale nulla può viaggiare più veloce della luce. Questi fotoni non trasportavano informazioni, eludendo qualsiasi limite di velocità cosmica.

Una scoperta che divide

Il concetto di “tempo negativo” ha suscitato fascino e scetticismo, in particolare da parte di personalità di spicco della comunità scientifica.

La fisica teorica tedesca Sabine Hossenfelder, per esempio, ha criticato il lavoro in un video su YouTube visto da oltre 250.000 persone, osservando: “Il tempo negativo in questo esperimento non ha nulla a che fare con il passaggio del tempo – è solo un modo per descrivere come i fotoni viaggiano attraverso un mezzo e come le loro fasi si spostano”.

Angulo e Steinberg hanno ribattuto, sostenendo che la loro ricerca affronta lacune cruciali nella comprensione del perché la luce non viaggia sempre a velocità costante  Ed effettivamente non parlano mai di viaggio nel tempo.

Steinberg ha riconosciuto la controversia che ha accompagnato il titolo provocatorio del loro articolo, ma ha sottolineato che nessuno scienziato serio ha messo in discussione i risultati sperimentali.

“Abbiamo fatto la nostra scelta su quello che pensiamo sia un modo proficuo di descrivere i risultati”, ha detto, aggiungendo che anche se le applicazioni pratiche rimangono elusive, i risultati aprono nuove strade per l’esplorazione dei fenomeni quantistici.

“Sarò onesto, al momento non ho un percorso da seguire per arrivare alle applicazioni”, ha ammesso. “Continueremo a pensarci, ma non voglio alimentare le speranze della gente”.