Con una ricerca supportata dal Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada e dal Canadian Institute for Advanced Research, l'Università di Toronto mette in discussione il Principio di Indeterminazione di Heisenberg, uno dei pilastri su cui si regge tutta la meccanica quantistica. Formulato dal fisico teorico tedesco nel 1927, il principio stabilisce che non è possibile effettuare una misura su un sistema senza apportare una forma di disturbo e sacrificare, quindi, un'informazione. Se tentiamo di stabilire la posizione di una particella, ad esempio, possiamo rassegnarci a non sapere quale sia la sua velocità, che subisce delle variazioni casuali qualunque sia il tipo di misura utilizzato - basta un fascio di luce, un impulso elettrico o meccanico per stuzzicare una particella. Tuttavia il principio di Heisenberg è più complesso del solo effetto di perturbazione dell'osservatore, si riferisce in realtà più al livello di precisione con cui è possibile misurare, simultaneamente, due proprietà di un sistema o di una particella.
I ricercatori, guidati da Lee Rozema, sostengono che il principio che ha tenuto in piedi un secolo di fisica quantistica è, quantomeno, esageratamente 'pessimista'. A ridimensionare l'impossibilità di descrivere completamente un sistema sono alcuni metodi di misura, in particolare la tecnica di misura debole in grado di stimare quantitativamente proprio quel disturbo che compromette una misura. Tenendo sott'occhio la proprietà della polarizzazione, i ricercatori hanno osservato i fotoni di una fascio di luce prima e dopo il loro passaggio nell'apparato sperimentale, concludendo che il disturbo indotto dalla misura è minore del rapporto precisione-disturbo previsto teoricamente dalla relazione di Heisenberg.
“Ogni misura ci ha fornito solo una piccola quantità di informazioni a riguardo delle perturbazione, ma ripetendo l’esperimento diverse volte siamo stati in grado di formalizzare un’idea abbastanza precisa di quanto il fotone sia disturbato” - ha dichiarato Rozema. In sostanza, i fisici di Toronto hanno isolato il grado di precisione che può essere raggiunto con la misura debole. Questo non è il primo studio che mette in discussione il principio di indeterminazione. Già Masanao Ozaea, dell’Università di Nagoya, aveva avanzato l'ipotesi, nel 2003, che il principio non si debba applicare alle misure, mentre nel 2010 Austin Lund e Howard Wiseman della Griffith University avevano mostrato che misure più deboli potrebbero essere utilizzate per caratterizzare specificatamente il processo di misura di un sistema quantico.
Sarebbe molto utile però un computer quantistico, per confermare le teorie di Toronto - pubblicate intanto la scorsa settimana con il paper "Violation of Heisenberg's Measurement -Disturbance Relationship by Weak Measurements".
L'incertezza quantistica è stata una certezza per più di un secolo. Sembra però che gli indizi canadesi invitino a ridefinirne i limiti.
