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 asserisce 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, inevitabilmente la sua velocità subirà delle variazioni casuali, qualunque sia il sistema di misura utilizzato - basta un fascio di luce, un impulso elettrico o meccanico. Tuttavia il principio di Heisenberg è più complesso del solo effetto di perturbazione dell'osservatore, ed è riferito più alla precisione con cui è possibile misurare simultaneamente due proprietà di un sistema o di una particella.
I ricercatori, guidati da Lee Rozema, hanno dichiarato che il principio che ha tenuto in piedi un secolo di fisica quantistica è, quantomeno, esageratamente 'pessimista'. L'impossibilità di osservare e descrivere un sistema quantistico vedrebbe delle eccezioni per alcuni metodi di misura. In particolare per il metodo innovativo che il team ha utilizzato, la tecnica di misura debole, in grado di misurare quantitativamente proprio il disturbo apportato dall'osservazione. Tenendo sott'occhio la proprietà della polarizzazione dei fotoni di una fascio di luce utilizzato nell'esperimento, i ricercatori hanno concluso che il disturbo indotto dalla misura sui fotoni 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 20120, Austin Lund e Howrd 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 quantico, per confermare le teorie di Toronto, pubblicate intanto questa 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 arrivato il momento di ridefinirne i limiti.
