Il concetto di “tempo” ci sembra così concreto, eppure la fisica quantistica ci ha abituati a realtà che sfidano l’intuizione. Tra queste, spicca il “tempo immaginario”, un’idea finora considerata un espediente matematico utile in cosmologia e calcoli quantistici. Ma cosa succederebbe se questo concetto astratto potesse essere misurato nel mondo reale? È ciò che è accaduto in un laboratorio dell’Università del Maryland, dove gli scienziati hanno fatto una scoperta che potrebbe rivoluzionare il nostro modo di concepire il tempo e le sue applicazioni tecnologiche.
La Fisica del “Tempo Immaginario” Rivelata
Nella teoria quantistica dei campi, il tempo immaginario è definito come un intervallo di tempo che viene moltiplicato per la radice quadrata di -1 (il numero i). Sebbene non lo incontriamo nella vita di tutti i giorni, è uno strumento potentissimo per i fisici. La novità sorprendente è che non è più solo una formula.
Un team dell’Università del Maryland (UMD), guidato da Isabella Giovannelli e Steven Anlage, è riuscito a misurare sperimentalmente questo fenomeno. Hanno scoperto che quando un fascio di radiazioni, nel loro caso microonde, attraversa un materiale, può subire un “ritardo temporale” che ha una componente immaginaria. Questa idea era già stata teorizzata nel 2016, ma l’osservazione diretta è la vera svolta. Come riportato da New Scientist, inviando un impulso di microonde attraverso cavi coassiali disposti a forma di anello, e analizzando l’impulso in uscita con oscilloscopi di altissima precisione, i ricercatori hanno notato una piccolissima, ma misurabile, variazione fisica.
Steven Anlage, coautore dello studio pubblicato su Physical Review Letters, ha spiegato a New Scientist che questo “è un po’ come un grado di libertà nascosto che le persone ignorano. Penso che quello che abbiamo fatto sia stato portarlo alla luce e dargli un significato fisico.” Questa variazione è causata da un leggerissimo cambiamento di frequenza delle microonde mentre attraversano il materiale. La sfida, come ha rivelato Giovannelli a New Scientist, è stata l’estrema piccolezza di questi ritardi, che ha richiesto l’uso degli oscilloscopi più avanzati al mondo per essere rilevata.
Implicazioni per la Tecnologia e la Scienza
Misurare un “piccolo comportamento in un impulso di radiazione” potrebbe sembrare irrilevante a prima vista, ma le implicazioni per la nanoscienza e la tecnologia sono immense. Gli scienziati avevano già studiato le componenti non immaginarie di queste interazioni, ma la prima osservazione al mondo di un ritardo temporale immaginario dovuto alla luce completa il quadro della comprensione.
Capire come la luce sperimenti questo tipo di tempo può portare a significativi miglioramenti in diversi ambiti. Ad esempio, potrebbe rivoluzionare i dispositivi di rilevamento, rendendoli più precisi e sensibili. Inoltre, le piattaforme di archiviazione dati che si basano sulla luce potrebbero beneficiare di una maggiore efficienza e capacità. Anlage paragona questa scoperta a un “martello che abbiamo inventato, con il quale ora possiamo trovare i chiodi”.
Uno dei prossimi obiettivi del team, come hanno rivelato a New Scientist, sarà quello di analizzare come gli impulsi che trasportano informazioni nelle comunicazioni vengono alterati durante il viaggio attraverso i materiali, e se anche questi cambiamenti siano correlati ai ritardi temporali immaginari. Questa ricerca potrebbe aprire nuove strade per l’ottimizzazione delle reti di comunicazione e per lo sviluppo di tecnologie ancora più avanzate, spingendo i confini di ciò che crediamo possibile nel regno del tempo e della fisica quantistica.
La misurazione del tempo immaginario è un passo audace che ci ricorda quanto poco ancora sappiamo delle leggi fondamentali che governano l’universo. Questa scoperta non solo espande la nostra comprensione teorica, ma apre anche la porta a nuove innovazioni tecnologiche che oggi possiamo solo immaginare.
Per approfondire questa straordinaria scoperta e il campo della fisica quantistica, ti invitiamo a consultare le seguenti fonti autorevoli:
- Physical Review Letters: https://journals.aps.org/prl/ (Cerca lo studio originale di Giovannelli e Anlage)
- New Scientist: https://www.newscientist.com/ (Per articoli divulgativi e interviste con gli scienziati coinvolti)
- Università del Maryland (UMD): https://umd.edu/ (Cerca le notizie e i comunicati stampa della facoltà di fisica)
Curiosa per natura e appassionata di tutto ciò che è nuovo, Angela Gemito naviga tra le ultime notizie, le tendenze tecnologiche e le curiosità più affascinanti per offrirtele su questo sito. Preparati a scoprire il mondo con occhi nuovi, un articolo alla volta!
