Potremmo tradurre letteralmente entanglement con “intreccio”, ma il termine italiano più corretto è “correlazione”. Recentemente se ne sente spesso parlare: i calcolatori quantistici funzionano per mezzo dell’entanglement, oppure in relazione ai sistemi di teletrasporto quantico, che a differenza degli scenari fantascientifici di Star Trek, dove il teletrasporto era un pratico mezzo per spostare interi equipaggi, trasferiscono istantaneamente un’informazione. Niente radio, niente cellulare, niente fibra ottica, niente interferenze, né intercettazioni: il teletrasporto quantistico è la nuova frontiera della comunicazione sicura!

Origini dello Studio dell’Entanglement

Ma da dove ha origine lo studio della correlazione? La fisica ha iniziato a studiare questo fenomeno ai tempi di Einstein, il quale non aveva mai abbracciato del tutto la allora nuova “teoria dei quanti”. Trattandosi di teorie, occorre essere chiari sul fatto che nessuna teoria è mai definitiva, ed anzi ne esistono molteplici “interpretazioni”!

Principi Fondamentali dell’Entanglement

Quando osserviamo due oggetti, ad esempio un’arancia ed un bicchiere, appoggiati sul tavolo della cucina, possiamo certamente dire che essi sono reali: esistono oggettivamente, ed indipendentemente dalla nostra storia, cultura, religione, ecc. Questo in fisica è noto come il principio di realtà.

Possiamo certamente dire che l’arancia non è influenzata dal bicchiere, e viceversa, a meno che uno dei due, oppure entrambi, si muovano urtandosi. Se il tavolo non fosse in piano questo potrebbe capitare anche senza spinte esterne. Con un’osservazione più attenta, a seconda delle condizioni di illuminazione del tavolo, potremmo vedere che magari uno dei due oggetti proietta la propria ombra sull’altro, oppure che la luce filtra attraverso il bicchiere e si riflette sull’arancia. Tuttavia questo tipo di influenza è indiretta e coinvolge la luce esterna. Insomma, anche in questo caso è facile confermare che sussiste un principio di località: ciascun oggetto non può produrre un effetto istantaneo sull’altro.

Il Paradosso dell’Entanglement Spiegato

Questi due principi appena enunciati sono i più importanti, tra i tre che Einstein, Podolski e Rosen elaborarono nel 1935, per concludere che l’entanglement o correlazione rappresenta un paradosso: se anziché osservare un’arancia ed un bicchiere, con raffinati strumenti di laboratorio, osserviamo due particelle, ad esempio due fotoni, quando sono correlati, troviamo qualcosa di veramente unico. Svelando il colore di uno dei due (in realtà non si tratta del colore, ma per comprendere al volo facciamo una semplificazione), automaticamente ed istantaneamente vedremmo anche il colore del secondo. Se questi due fotoni correlati fossero conservati in due laboratori distanti, ad esempio uno a Genova e l’altro a Roma (402 km 180 metri in linea d’aria), i due colori sarebbero comunque svelati istantaneamente, come si è poi verificato con orologi estremamente precisi.

Einstein non poteva accettare questo fatto, perché sapeva che qualsiasi informazione viaggia ad una velocità che non può mai superare la velocità della luce (300 mila km al secondo). Quindi si sarebbe dovuto misurare un ritardo: osserviamo a Genova che il fotone è rosso, e dopo poco più di un millisecondo (la millesima parte di un secondo) vediamo a Roma che il fotone correlato è verde! Un millisecondo è poco, ma non così poco da non essere misurabile con precisione con un moderno cronometro. Effettivamente non capita come Einstein si sarebbe aspettato, i due colori si svelano esattamente nel medesimo istante.

Interpretazioni e Teorie Contemporanee

Sul perché sia così, i fisici stanno ancora investigando, in un battibecco che dura da quasi un secolo. La maggior parte di essi (interpretazione di Copenaghen) rifiuta il principio di realtà: non esiste nulla di oggettivo, ma ogni descrizione di qualsiasi oggetto dipende dall’osservatore, quindi nel nostro esempio da chi guarda a Genova e da chi osserva a Roma. Alcuni invece (interpretazione di David Bohm) rifiutano il principio di località: non esiste nulla di “locale”, i due fotoni correlati quindi sono, almeno in parte, e ciascuno di essi, sia a Genova che a Roma simultaneamente.

Poco importa, sapremo in futuro chi ha ragione, nel frattempo possiamo divertirci a pensare che un po’ dell’arancia finisca nel bicchiere, e che tutto possa essere in correlazione, anche tu che starai leggendo questo articolo, ed io che lo scrivo in questo preciso istante.