Immagina di ricevere una lettera oggi e di dover scegliere se leggerla o bruciarla. Ora, pensa che la tua decisione possa in qualche modo cambiare il percorso che il postino ha fatto ieri per consegnartela. Sembra fantascienza, ma a livello quantistico esiste un esperimento che crea proprio questa vertigine: la gomma quantistica a scelta ritardata. È un esperimento reale, ripetuto in laboratorio, che scuote la nostra idea di realtà, quella in cui la causa precede sempre l’effetto.
Tutto parte dal celebre esperimento della doppia fenditura. Se spariamo una singola particella, un fotone, contro una barriera con due fessure, sullo schermo dietro non vedremo due puntini luminosi. Vedremo invece delle strisce chiare e scure, una figura di interferenza. Questo è il comportamento tipico di un’onda, che passa attraverso entrambe le fessure contemporaneamente. Se però proviamo a “spiare” per scoprire da quale fessura passa la particella, la magia svanisce: l’interferenza scompare e vediamo solo due semplici macchie. In pratica, il solo fatto di poter conoscere il percorso distrugge il suo comportamento da onda.
Ora aggiungiamo un ingrediente che rende tutto più strano: l’entanglement. Grazie a speciali cristalli, possiamo creare due fotoni “gemelli”, legati da un filo invisibile. Qualsiasi cosa accada a uno, è istantaneamente correlata a ciò che accade all’altro, non importa quanto siano distanti. Nell’esperimento, un fotone (il “segnale”) viene mandato verso la doppia fenditura. Il suo gemello (l'”idler”) viene inviato lungo un percorso più lungo e complesso, verso una serie di rilevatori. Alcuni di questi rilevatori sono progettati per scoprire il percorso del fotone, altri per “cancellare” questa informazione, rendendola per sempre irrecuperabile. E qui arriva il colpo di scena: la scelta su quale rilevatore usare per il fotone idler viene fatta dopo che il suo gemello, il fotone segnale, ha già colpito lo schermo e terminato il suo viaggio.
Cosa succede? Se, a esperimento concluso, analizziamo i dati del fotone segnale, da soli sembrano un ammasso casuale di punti. Ma se li separiamo in base a come è stato misurato il suo gemello lontano, emergono due realtà diverse dal passato. Per tutti i fotoni segnale il cui gemello è stato misurato in modo da rivelare il percorso, non appare nessuna interferenza. Ma per i fotoni segnale il cui gemello ha avuto la sua informazione di percorso “cancellata”, ecco che magicamente riappare la figura di interferenza. È come se la scelta fatta nel “futuro” avesse detto alla particella nel “passato” se comportarsi da onda o da particella.
Il trucco, se così si può dire, risiede in una parola chiave: correlazione. Non stiamo inviando messaggi indietro nel tempo né cambiando fisicamente il passato. Stiamo solo scoprendo degli schemi nascosti nei dati. Guardando lo schermo, da solo, non si vede mai un’interferenza netta. Le strisce ondulatorie emergono soltanto dopo, quando abbiniamo i risultati passati del segnale con le scelte future fatte sul suo gemello. È un’operazione di filtraggio dei dati che rivela una connessione profonda tra i due eventi.
Pensa a un grande archivio di foto scattate a caso a una folla. Tutte insieme, le foto non dicono nulla. Ma se in futuro scopri che alcune persone in quelle foto sono fratelli, e decidi di raggruppare le immagini in base a questa nuova informazione, potresti scoprire che tutti i fratelli, anche se lontani, sorridevano nello stesso istante. Non hai cambiato il fatto che sorridessero nel passato; hai solo usato un’informazione successiva per rivelare uno schema che era già lì, nascosto tra i dati.
L’idea fu proposta dal grande fisico John Wheeler negli anni ’70. Fu poi sviluppata da Scully e altri, fino al celebre esperimento del 1999 che mise insieme tutti i pezzi, dimostrando che era possibile. Da allora, decine di laboratori hanno confermato questo risultato sconcertante, perfezionando la tecnica.
Cosa ci dice tutto questo sul tempo? Che a livello quantistico, gli eventi non sono punti isolati su una linea. L’universo sembra comportarsi come un’unica, grande storia in cui l’inizio e la fine sono collegati in modi che sfidano la nostra intuizione. Le correlazioni tra particelle possono legare scelte “future” a registrazioni “passate” senza violare la causalità, ma mostrando che la rigida separazione tra passato, presente и futuro è un’illusione della nostra scala macroscopica.
L’universo quantistico ci sussurra che la realtà e l’informazione sono due facce della stessa medaglia. Dove l’informazione sul percorso esiste, la realtà è “particella”. Dove questa informazione viene eliminata, la realtà torna ad essere “onda”. È in quei laboratori bui, illuminati solo da singoli fotoni, che la fisica ci mostra una verità profonda: la nostra scelta su cosa osservare contribuisce a definire la trama di ciò che è già accaduto.
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