Aaron O'Connell: Scoprire il significato di un oggetto quantistico visibile.

Questa è una rappresentazione del cervello umano. Il cervello può essere diviso in due parti. L'emisfero sinistro, cioè la parte logica, e il destro, quello intuitivo. Quindi, se avessimo una scala per misurare le capacità di ciascun emisfero, potremmo rappresentare schematicamente il cervello. Ad esempio, questo sarebbe il cervello di qualcuno completamente logico. Invece questo sarebbe quello di qualcuno totalmente intuitivo. Allora, dove inserireste il vostro cervello in questa scala? Qualcuno di noi potrebbe aver scelto uno di questi estremi, ma credo che per la maggioranza del pubblico il cervello sia qualcosa del genere... con un alto livello di abilità in entrambi gli emisferi allo stesso tempo. Non è che uno escluda l'altro- Potete essere persone sia logiche che intuitive.

E anche io mi considero una persona del genere, insieme alla maggior parte degli altri fisici quantistici sperimentali, che hanno bisogno di una buona dose di capacità logica per legare tra loro idee complesse. Ma, allo stesso tempo, abbiamo anche bisogno dell'aiuto dell'intuizione per fare in modo che gli esperimenti funzionino davvero. Ma come sviluppare l'intuizione? Beh, a noi piace giocare con le cose. Perciò le prendiamo e ci giochiamo, e stiamo a vedere come reagiscono. E da qui sviluppiamo la nostra intuizione iniziale. In effetti, anche voi fate la stessa cosa.

Dunque, una delle intuizioni che potreste aver elaborato negli anni è che una cosa si possa trovare solo in posto in dato momento. Voglio dire, potrebbe sembrare un po' strano pensare che un oggetto si trovi nello stesso momento in due luoghi diversi, ma voi non siete nati con questa idea, l'avete semplicemente elaborata. Mi ricordo di un bambino che giocava su un dosso stradale. Sapeva appena camminare e non riusciva a mantenere l'equilibrio, cadeva sempre. Ma scommetto che giocare su quel dosso gli abbia insegnato una lezione preziosa, cioè che quell'affare largo non ti lascia passare, e che si può trovare solo in un posto.

E questo è un ottimo modello concettuale per le cose del mondo, a meno che tu non sia un fisico delle particelle. Sarebbe un modello terribile per questi fisici, perché loro non giocano con i dossi, bensì con queste strane piccole particelle. E quando giocano con le particelle scoprono di poterci fare tantissime cose strane... come farle attraversare pareti o farle trovare in due luoghi diversi nello stesso momento. E poi hanno annotato tutte le loro osservazioni e le hanno chiamate teoria della meccanica quantistica.

Questo era il punto a cui erano arrivati i fisici alcuni anni fa; c'era bisogno della meccanica quantistica per descrivere delle piccole, minuscole particelle. Ma non ce n'era bisogno per descrivere i grandi oggetti di uso comune attorno a noi. Questo non si accordava molto bene con la mia parte intuitiva, forse perché non gioco molto spesso con le particelle. Beh, ci gioco qualche volta, ma non molto spesso. E non le ho neanche mai viste. Voglio dire, nessuno ne ha mai vista una. Ma questo non calza neanche molto bene con la mia parte logica. Perché se tutto è composto da piccole particelle e tutte le particelle seguono la meccanica quantistica, allora la meccanica quantistica non dovrebbe applicarsi a tutto? Non vedo nessuna ragione per cui non dovrebbe essere così. E quindi mi sentirei molto più a mio agio se potessimo dimostrare in qualche modo che anche gli oggetti di uso quotidiano seguono le leggi della meccanica quantistica. E così alcuni anni fa ho cominciato a lavorarci sopra.

E ne ho costruito uno. Questo è il primo oggetto reale con cui abbiamo sperimentato il principio di sovrapposizione della meccanica quantistica. Ora, quello che stiamo guardando è un piccolo chip per computer. Potete vedere questo piccolo cerchio verde nel mezzo. Ed è di questo piccolo pezzo di metallo che voglio parlare brevemente. Questa è una fotografia dell'oggetto. Questo è un ingrandimento. Osserviamo proprio qui nel centro. E questo è un ulteriore ingrandimento di quel pezzettino di metallo. Quello che vediamo è un pezzettino di metallo a forma di trampolino da piscina, ancorato su un bordo. L'ho costruito più o meno come si costruisce un chip per computer. Sono entrato in una stanza asettica con un wafer di silicio, e poi ho messo in funzione tutti i macchinari per un centinaio di ore. Come ultima cosa, ho dovuto costruire il mio macchinario... per ottenere questo foro a forma di piscina sotto il dispositivo. Il dispositivo ha la capacità di sovrapposizione quantistica, ma ha bisogno di un piccolo aiuto per riuscirci.

Ora, lasciatemi fare un'analogia. Avete presente quanto sia scomodo stare in un ascensore pieno di persone? Voglio dire, quando sto da solo in ascensore faccio un sacco di cose strane, ma poi salgono altre persone e la smetto perché non voglio infastidirle, o, per dirla tutta, spaventarle. Quindi quello che ci dice la meccanica quantistica è che gli oggetti inanimati hanno il mio tipo di reazione. Per loro gli altri passeggeri non sono solo le persone, ma anche la luce che li colpisce, e il vento che li lambisce e il calore della stanza. E sappiamo che se vogliamo vedere questo pezzetto di metallo comportarsi secondo la meccanica quantistica, dobbiamo far uscire tutti gli altri passeggeri.

Ed è quello che abbiamo fatto. Abbiamo spento le luci, poi l'abbiamo sistemato in un contenitore da cui abbiamo tolto l'aria, e quindi l'abbiamo raffeddato ad una temperatura prossima allo zero assoluto. Ora, tutto solo nell'ascensore, il nostro pezzettino di metallo è libero di comportarsi come gli pare. Allora abbiamo misurato il suo moto. Abbiamo scoperto che si stava muovendo in un modo davvero strano. Invece di stare perfettamente fermo, stava vibrando. E il modo in cui vibrava era qualcosa di simile a un respiro... come il dilatarsi e il restringersi di un mantice E dandogli un colpetto, eravamo in grado di farlo sia vibrare che cessare di vibrare nello stesso momento... qualcosa che è possibile solo nella meccanica quantistica.

Quindi quello che vi sto dicendo è qualcosa di davvero fantastico. Cosa vuol dire che un oggetto possa vibrare e non vibrare allo stesso tempo? Pensiamo agli atomi. Questo caso: tutti i trilioni di atomi che compongono quel pezzo di metallo se ne stanno fermi e allo stesso tempo quegli atomi si muovono su e giù. Rimangono allineati solo in alcuni momenti specifici. Per il resto del tempo sono delocalizzati. Questo significa che ogni singolo atomo si trova in due posti diversi nello stesso momento, che per estensione vuol dire che l'intero pezzo di metallo si trova al contempo in due luoghi diversi. Penso che sia una vera ficata. (Risate) Davvero.

(Applausi)

E' valsa la pena rinchiudermi per anni in una stanza asettica a provare e riprovare. Perché, sentite questa, la differenza di scala tra un singolo atomo e quel pezzo di metallo è all'incirca la stessa che c'é tra quel pezzo di metallo e una persona. E quindi se un atomo può trovarsi in due posti diversi nello stesso momento, e questo pezzo di metallo può essere in due posti diversi, allora perché non voi? Cioè, questo è ciò che mi dice la mia parte logica. Provate ad immaginare di essere in tanti posti nello stesso momento, come vi sentireste? Come farebbe la vostra coscienza a reagire al fatto che il vostro corpo è delocalizzato nello spazio?

C'é ancora un altro capitolo nella nostra storia. Quando lo abbiamo riscaldato, e poi acceso le luci e guardato nel contenitore, abbiamo visto che il pezzo di metallo si trovava ancora lì, integro. E allora il mio intuito mi ha suggerito che tutti gli oggetti presenti nell'ascensore sono semplicemente degli oggetti quantistici stipati in un piccolo spazio.

Avrete sentito molto parlare di come, secondo la meccanica quantistica, tutte le cose siano interconnesse. Beh, non è del tutto corretto; è più di questo, ed è molto più profondo. Perché tutte quelle connessioni, le vostre connessioni con tutto ciò che vi circonda, definiscono letteralmente chi siete voi. Ed è questo il mistero più profondo della meccanica quantistica.

Grazie a tutti.

(Applausi)