Inversione del tempo: gli scienziati la sperimentano attraverso un computer

I fisici sono riusciti ad invertire il tempo per alcune piccole particelle all’interno di un computer quantistico. 

Sappiamo bene che il tempo ha una sola direzione, quella in avanti, gli esseri umani invecchiano, così come un oggetto rotto non può regredire allo stato iniziale tornando indietro nel tempo.

Come affermano gli scienziati questa è una proprietà crudele ma immutabile dell’universo, chiamata “freccia del tempo“, è fondamentalmente una conseguenza della seconda legge della termodinamica , che stabilisce che i sistemi tenderanno sempre a diventare più disordinati nel tempo.

Recentemente però i ricercatori di Stati Uniti e Russia hanno invertito questa legge, quanto meno per alcune particelle subatomiche.

Nel nuovo studio, pubblicato martedì (12 marzo) nella rivista Scientific Reports, i ricercatori hanno manipolato la cosiddetta “freccia del tempo” usando un computer quantico molto piccolo costituito da due particelle quantistiche, note come qubit, che eseguivano calcoli.

Annullare la diffusione della funzione d’onda, spiegano i fisici, è come cercare di rimettere il latte versato nella bottiglia. Ma questo è esattamente ciò che i ricercatori hanno compiuto in questo nuovo esperimento.

Non c’è praticamente nessuna possibilità che questo accada da solo“, ha detto il ricercatore Valerii Vinokur, un fisico dell’Argonne National Laboratory in Illinois, al noto portale Live Science.

È come se dicessi, se dai a una scimmia una macchina da scrivere e un sacco di tempo, potrebbe prima o poi diventare Shakespeare“. In altre parole, è tecnicamente possibile ma così improbabile che potrebbe anche essere impossibile.

Come hanno fatto gli scienziati a rendere possibile l’impossibile?

Per far tornare integra una tazza rotta, devi avere molto controllo sul sistema… ed un computer quantico è qualcosa che ci permette di avere un enorme controllo su un sistema quantistico simulato“.

I ricercatori hanno usato un computer quantistico per simulare una singola particella, la cui funzione d’onda si è estesa nel tempo come un’increspatura in uno stagno. Quindi, hanno sviluppato un algoritmo nel computer quantistico che ha invertito l’evoluzione temporale di ogni singolo componente della funzione d’onda. Hanno compiuto questa impresa senza aumentare l’entropia o il disordine in altre parti dell’universo, sfidando apparentemente la cosiddetta “freccia del tempo“.

Questo significa che i ricercatori hanno creato una macchina del tempo ? Hanno violato le leggi della fisica? La risposta purtroppo è no ad entrambe le domande. La seconda legge della termodinamica dice che l’ordine dell’universo deve diminuire nel tempo ma non che non possa mai rimanere lo stesso in casi molto speciali. E questo esperimento era abbastanza piccolo, abbastanza breve e abbastanza controllato da non consentire né all’universo né alla perdita di energia.

Dopo aver eseguito il programma, il sistema è tornato allo stato originale per l’85% delle volte. Tuttavia, quando è stato introdotto un terzo qubit, l’esperimento è riuscito solo il 50% delle volte. I ricercatori hanno detto che la complessità del sistema probabilmente è aumentata troppo con il terzo qubit, rendendo più difficile per il computer quantico mantenere il controllo su tutti gli aspetti del sistema. Senza tale controllo, l’entropia non può essere tenuta sotto controllo e l’inversione del tempo è quindi imperfetta. Tuttavia, mirano a sistemi più grandi e computer quantici più grandi per i loro prossimi passi.

fonte@LiveScience

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