La struttura a forma di ‘schiuma’ dello spaziotempo quantistico

Il Giornale Online
[link=http://astronomicamens.wordpress.com/]di Corrado Ruscica[/link]

Secondo un lavoro recente pubblicato dal fisico Jacob D. Bekenstein, della Hebrew University a Gerusalemme, esisterebbe un modo di misurare la struttura dello spaziotempo quantistico. Anziché utilizzare i grandi acceleratori di particelle, Bekenstein propone un esperimento basato semplicemente su un blocco di vetro, un laser e un rivelatore.

Il termine ‘schiuma quantistica’ (quantum foam), che viene utilizzato per descrivere la natura non continua e regolare dello spaziotempo su scale quantistiche, fu introdotto da John Wheeler nel 1955. Egli aveva notato un fatto importante e cioè che secondo le leggi della meccanica quantistica, alcune proprietà dello spaziotempo possiedono determinati gradi di incertezza. In seguito, i fisici svilupparono questa idea suggerendo il fatto che su scale quantistiche l’Universo è come composto da singole unità costituite da tantissimi buchi neri microscopici che emergono e svaniscono continuamente. Perciò, se vogliamo immaginare per un istante come potrebbe apparire questa situazione, ecco che emerge il quadro di una struttura quantistica dello spaziotempo a forma di ‘schiuma’. Nonostante ciò, fino ad oggi tutti i tentativi di misurare o di provare le varie teorie quantistiche sulla struttura dello spaziotempo non hanno portato a risultati entusiasmanti dato che stiamo considerando scale estremamente piccole dove le particelle esistono e si muovono nel cosiddetto spazio di Planck. Bekenstein propone, dunque, un nuovo approccio e afferma, nel suo articolo, che ciò che si deve fare è sparare semplicemente un singolo fotone attraverso un blocco di vetro e misurarne il suo spostamento.

Per fare ciò, occorre utilizzare una dimensione giusta del blocco di vetro e una lunghezza d’onda del fotone in modo tale che se il fotone sposta il centro di massa del blocco di vetro, allora potrebbe trattarsi proprio di una lunghezza di Planck. In altre parole, se l’Universo ha effettivamente una struttura granulare, così come viene ipotizzato teoricamente, il fotone potrebbe interagire con una minuscola unità di questa struttura tale da ostacolare il suo percorso, altrimenti il fotone potrà continuare indisturbato. Ora, dato che la teoria suggerisce che esiste un numero indefinito di buchi neri microscopici in ogni parte dell’Universo, diventa ragionevole assumere che il centro di massa del blocco di vetro possa cadere in uno di essi impedendo così il movimento del blocco. Quindi, per rivelare la presenza di una struttura quantistica schiumosa dello spaziotempo, occorrerà analizzare tutte le traiettorie dei singoli fotoni che passano attraverso il blocco di vetro e vedere come si comportano utilizzando un rivelatore posto sulla parte opposta rispetto alla sorgente da cui vengono emessi i fotoni.

Documento scientifico: http://arxiv.org/pdf/1211.3816v1.pdf

Immagine: Illustrazione artistica del concetto di “schiuma” quantistica. La bolla in primo piano rappresenta un universo che evolve con le sue leggi fisiche.
Fonte: http://astronomicamens.wordpress.com/2012/12/07/la-struttura-a-forma-di-schiuma-dello-spaziotempo-quantistico/

La struttura a forma di ‘schiuma’ dello spaziotempo quantistico ultima modifica: 2012-12-07T16:11:40+00:00 da Richard
About the Author
Richard

Noi siamo l'incarnazione locale di un Cosmo cresciuto fino all'autocoscienza. Abbiamo incominciato a comprendere la nostra origine: siamo materia stellare che medita sulle stelle. (Carl Sagan)