Un team di scienziati francesi, guidati da fisici Yves Couder e Emmanuel Fort, ha studiato le possibilità alternative all’interpretazione della dualità onda-particella dell’esperimento della doppia fenditura, osservando gocce che rimbalzano in un bagno d’olio vibrante. I notevoli risultati hanno catturato l’attenzione del pubblico dato che questo approccio potrebbe spiegare alcuni dei comportamenti più strani delle particelle in scala quantistica.
Couder e Fort dimostrano in un semplice esperimento, che la fluidodinamica può essere il meccanismo classico alla base degli strani comportamenti delle particelle quantistiche, senza ricorrere alla necessità di un’interpretazione misteriosa e apparentemente magica della moderna teoria quantistica.
E’ mia ferma convinzione che gli ultimi sette decenni del XX secolo saranno caratterizzati nella storia come i secoli bui della fisica teorica.
Carver Mead – dal suo libro Collective Electrodynamics
Non ritengo più questa [statistica] interpretazione come finalmente soddisfacente, anche se risulta utile nella pratica. A me sembra significare una rinuncia, troppo fondamentale in linea di principio, di ogni tentativo di comprendere il processo individuale.
Erwin Schrödinger
Le stranezze quantistiche: dualità onda-particella, non località, tunneling quantistico, molti mondi, retrocausalità, teletrasporto quantistico, entanglement, indeterminismo e risultati osservatore-dipendenti. Non c’è da meravigliarsi se i fisici sono diventati mezzi matti negli ultimi 70 anni, dal momento dello sviluppo dell’interpretazione di Copenaghen – da Niels Bohr e Werner Heisenberg – nel tentativo di descrivere i risultati di Thomas Young nell’esperimento della doppia fenditura. Mentre oggi questo modello è sicuramente il paradigma del consenso, Albert Einstein aveva fortemente contestato questa interpretazione della meccanica quantistica. Tuttavia, in un famoso dibattito nel 1929 è stato ampiamente percepito che Bohr avesse battuto Einstein nella sua capacità di spiegare i fenomeni osservati in corso di sperimentazioni quantistiche con l’interpretazione di Copenaghen. Col senno di poi, è evidente che Einstein non è stato battuto, era semplicemente troppo avanti rispetto al suo tempo – perché diverse scoperte di rilievo che non sarebbero avvenute prima di altri 20-30 anni, avrebbero offerto ad Einstein e alla sua posizione teorica, forte supporto empirico, come ad esempio:
- 1933 Corrente persistente in Anello Superconduttore
- 1933 Espulsione di Campo Magnetico da Superconduttore
- 1954 Maser
- 1960 Laser Atomico
- 1961 Flusso Quantizzato in Anello Superconduttore
- 1962 laser a Semiconduttore
- 1964 Dispositivo Superconduttore a Interferenza Quantistica
- 1980 Integer Quantum effetto Hall 1981 Fractional Quantum effetto Hall
- 1996 Condensato Bose-Einstein
- 2001 Entanglement Macroscopico
Ognuna di queste scoperte ha creato una profonda differenza nel modo in cui vediamo il mondo fisico. Ognuna rappresenta uno stato coerente, collettivo della materia. Ognuna incarna un principio quantico fondamentale, che è esposto su scala macroscopica. Ciascuna è stata studiata esclusivamente con mezzi elettromagnetici. Ci sono state, però, spiegazioni alternative dei fenomeni quantistici, che a differenza della Interpretazione di Copenhagen, mantengono determinismo e realismo dove gli eventi a scala quantica non sono intrinsecamente stocastici o probabilistici e non sono del tutto subordinati all’atto dell’osservazione – l’osservatore influenza gli esperimenti solo in virtù dell’essere un gruppo quantistico macroscopico. Una tale spiegazione, con un forte supporto teorico ed empirico, è la teoria delle onde pilota, sviluppato da Louis de Broglie nel 1927 e successivamente sviluppata nella interpretazione causale di De Broglie-Bohm della meccanica quantistica. La teoria dell’onda pilota contiene la funzione d’onda normale associata con la meccanica quantistica (una ampiezza di probabilità che descrive tutte le possibili configurazioni nello spazio, che è vista come una pura astrazione matematica), ma anche una configurazione reale della funzione d’onda nello spazio, che esiste indipendentemente dal fatto di essere osservata, cioè è reale.
È interessante notare che sono stati recentemente condotti degli esperimenti che mostrano che questa interpretazione della meccanica quantistica può avere supporto empirico. I fisici Yves Couder e Emmanuel Fort hanno riprodotto molti degli effetti osservati negli esperimenti quantistici, ma lo hanno fatto utilizzando un sistema macroscopico. Con un bagno d’olio in rapida vibrazione, Couder e Fort hanno fatto rimbalzare goccioline di silicio sulla superficie e invece di sprofondare nel fluido, esse producono onde attraverso il mezzo come “camminassero” lungo la superficie. I ricercatori hanno effettivamente prodotto un sistema d’onda pilota macroscopica in grado di riprodurre tutte le caratteristiche precedentemente considerate esclusiva della scala quantistica, come ad esempio: la diffrazione di singola particella, il tunneling, orbite quantizzate e la divisione del livello orbitale. Ora tali sistemi sono noti come analoghi quantistici idrodinamici.
Nonostante il successo di questi esperimenti e il ripristino apparente di sanità mentale che forniscono, molti fisici sono ancora scettici circa la capacità delle teorie dell’onda pilota di spiegare con precisione tutti i fenomeni quantistici. Una di queste aree di contesa è la questione della non-località. Nell’Interpretazione de Broglie-Bohm, gli eventi quantistici sono intrinsecamente non locali: perché il vettore di una qualsiasi particella è una funzione dell’onda-pilota, che dipende dalla configurazione globale dell’intero universo. Il problema sarebbe, come molti fisici sostengono, che la fluidodinamica degli analoghi quantistici idrodinamici, come quello di Couder ed Emmanuel, non possono spiegare la non località.
Ora si inserisce il fisico Nassim Haramein, che ha descritto come la non località possa avvenire in un sistema di analogia idrodinamica dello spazio-tempo. Per anni Haramein ha sostenuto che la doppia fenditura e l’interpretazione di Copenhagen potrebbero essere reinterpretate in fluidodinamica, in cui il fluido è la struttura dello spazio-tempo che a livello quantistico è composto di piccoli oscillatori elettromagnetici della dimensione di Planck, nota anche come energia di punto zero del vuoto nella teoria quantistica dei campi. Nei suoi primi scritti con la Dott. Rauscher, ha descritto la fluidodinamica dello spaziotempo incorporando la torsione e gli effetti di Coriolis nelle equazioni di campo di Einstein, dimostrando che la struttura dello spazio-tempo non è solo curvata per generare la gravità, ma anche arricciata, come l’acqua che scende nello scarico. Nella sua ultima pubblicazione, Quantum Gravity and the Holographic Mass, Haramein dimostra che calcolando il rapporto tra superficie e volume degli oscillatori di Planck (in analogia con l’acqua sarebbero gli atomi delle molecole che compongono il fluido), si potrebbe ottenere il valore esatto della massa gravitazionale dei buchi neri, tipicamente ottenuta utilizzando la relatività generale di Einstein.
Haramein applica la stessa tecnica a livello quantistico dei protoni e ottiene la risposta corretta per la massa del protone ed il raggio, unificando la teoria gravitazionale con il mondo quantistico nella gravità quantistica. Durante i suoi calcoli della massa olografica, Haramein ha rilevato che tutte le informazioni di tutti i protoni nell’universo erano equivalenti, in termini di energia, a tutte le piccole fluttuazioni di Planck del vuoto all’interno del volume di un protone, come se fossero tutti collegati attraverso questo fondamentale campo “fluido” da una rete di micro-wormhole/”vortici”, di cui ha discusso nei colloqui pubblici e alla conferenza CASYS in Belgio.
Per capire questo, guardiamo oltre a quanto è direttamente ovvio, andiamo oltre la superficie di ciò che si vede e nelle profondità per ottenere le indicazioni su come la non località possa funzionare in un sistema idrodinamico. Mentre è vero che sulla superficie durante il rimbalzo le gocce di silicio producono onde, ma non vediamo alcun collegamento evidente tra i vortici e i mulinelli che si creano, se potessimo guardare sotto la superficie, potremmo vedere qualcosa di molto sorprendente. In fluidodinamica è stato osservato che due vortici o mulinelli, quando prodotti simultaneamente (come negli esperimenti di entanglement), effettivamente rimangono connessi sotto la superficie attraverso un tunnel vorticante – come un wormhole!
Questo tunnel vorticante sotto la superficie, consentirebbe una connessione apparentemente nascosta tra le “particelle-onde” e permetterebbe loro di essere correlate anche nel tempo e nello spazio. Tali wormholes sono stati descritti da Einstein e Rosenberg (ponti ER) e poi da John Wheeler come conseguenza logica della geometrodinamica – la descrizione topologica dello spazio-tempo. Potrebbero ora essere usati per descrivere il regno quantico? Nella sua ultima pubblicazione, il fisico acclamato Leonard Susskind, che ha contribuito al principio olografico, ha dimostrato che l’intreccio tra le particelle può essere dovuto a reti di wormholes nella struttura dello spaziotempo.
Da tutto questo, una nuova immagine del mondo quantistico si sta sviluppando, in cui le interazioni tra particelle e i loro comportamenti, che prima erano nel regno delle magiche stranezze quantistiche, si scoprono ora ben fondate su meccanismi molto chiari della struttura dello spaziotempo stesso. Mentre continuiamo a studiare il nostro universo fisico in modi sempre più intelligenti, possiamo cominciare a tornare ad un senso di unificazione-lasciandoci alle spalle la dicotomia quantistica e relativistica – e scoprendo sempre più che c’è una grande coerenza, risonanza e unità nella nostra realtà.
Riferimenti:
2013-07-fluid-dynamics-mimic-quantum-mechanics – 2013-11-oil-mysteries-quantum-world.html
William Brown