Ne ha parlato diffusamente la prestigiosa rivista scientifica “New Scientist” in due articoli del 13 giugno e del 2 ottobre 2007 (numeri, 2608 e 2623). Andare da un luogo all’altro nel tempo e nello spazio nell’Universo, a livello quantistico, non sempre significa passare necessariamente attraverso punti intermedi.

Un bel dilemma per i filosofi: finora solo gli oggetti “infinitamente” piccoli, a livello di “quanti”, avevano dimostrato agli scienziati di possedere sorprendenti capacità finora ritenute semplicemente impossibili per la stessa fantasia degli scrittori di fantascienza.

Oggi si sale di livello nella scala dimensionale della materia: è possibile il teletrasporto di atomi! Il professor Masum Rabe e colleghi dell’Università di Melbourne in Australia, hanno usato la Teoria dei Quanti per esplorare la proprietà degli atomi (avete letto bene: atomi!) di “passare oltre”, senza attraversare punti intermedi, i livelli energetici “separati” da barriere impenetrabili.

Di solito una particella parte e attraversa il tunnel della prima barriera, muovendo verso il punto intermedio e impiegando un certo lasso di tempo infinitesimale prima di attraversare la seconda barriera per guadagnare il terzo livello finale. Ma la Natura ci ha insegnato che non sempre ciò accade. Sotto certe condizioni, il team di ricercatori del prof. Rab ha scoperto che le particelle possono saltare i livelli di mezzo.

Gli scienziati hanno realizzato un modello matematico al computer che illustra il movimento di queste particelle, attraverso una particolare condizione fisica della materia, definita “condensato di Bose-Einstein”: una nuvola ultrafredda di migliaia di atomi. Uno degli aggeggi che più di tutti ha da sempre affascinato i cultori della serie classica di Star Trek, è sicuramente il “teletrasporto” della materia.

La necessità, fin dal 1966 e per ragioni di budget della serie, di un mezzo capace di teletrasportare istantaneamente gli astronauti in una qualunque regione dei mondi esplorati, non ha fatto che alimentare, nel mondo reale, la curiosità degli scienziati e dei cultori di tecnologia, spinti sicuramente dalla frenesia di produttività che oggi governa il sistema economico globale.

Quando la scienza ufficiale ha iniziato ad utilizzare il termine “teletrasporto” nei recenti esperimenti di fisica quantistica, molti hanno capito che forse la speranza verso il mezzo di trasporto ecologico e definitivo, non era poi mal rimessa. La fantascienza ha aiutato ed aiuta moltissimo gli stessi scienziati, inutile negarlo o far finta di niente. Finora è stato possibile ottenere solo la “lettura” dello stato quantico di un fotone e la sua replica in un altro luogo.

Il problema durante i precedenti esperimenti è che, per ottenere una lettura accurata dell’originale e riprodurne una copia esatta, l’originale doveva essere letto così bene da venire distrutto durante l’osservazione. Le leggi della fisica non si possono violare! Un secondo passo avanti più significativo verso quello che è il vero teletrasporto della materia, è stato compiuto trasportando un fascio di materia senza doverlo distruggere del tutto per leggerne le informazioni.

Questa tecnica innovativa è stata proposta dal team di ricercatori capitanato da Ashton Bradley presso l'Australian Research Council Center of Excellence for Quantum Atom Optics di Brisbane e, come spesso accade per le scoperte più innovative nella ricerca pura, l’idea è venuta casualmente agli scienziati mentre stavano in realtà tentando un altro esperimento. Il team stava cercando un modo per misurare lo stato quantico di un fascio di atomi, quando gli scienziati si sono resi conto che la tecnica che stavano sperimentando poteva essere utilizzata anche per trasportare efficientemente la materia stessa.

Il processo geniale prevede di fatto il passaggio da materia ad informazione sotto forma di fotoni e di nuovo a materia nel luogo di destinazione. Come? Viene sparato un raggio di atomi di rubidio in una periferica di invio composta a sua volta di atomi di rubidio raffreddati ad uno stato della materia definito “condensato di Bose-Einstein”, in cui essi hanno il più basso stato quantico possibile.

Contemporaneamente viene sparato sulla periferica di invio anche un raggio laser “di osservazione”, che ha lo scopo di intrappolare gli atomi di rubidio in arrivo ed eccitarli fino ad uno stato energetico più elevato. Quello che succede durante l'impatto è che gli atomi in arrivo, desiderano per così dire “unirsi” ai loro cugini della periferica di invio: per fare questo e raggiungere lo stato che questi ultimi hanno nel BEC, devono necessariamente rilasciare tutta la loro energia in esubero sotto forma di un raggio diretto di fotoni.

Il raggio di luce così prodotto, può essere trasmesso attraverso una normale fibra ottica lungo qualunque distanza e porta con sé “tutte” le informazioni della materia originale, compreso il numero di atomi che la costituiva, il loro momento e energia e le loro proprietà quantistiche come ad esempio la fase.

In teoria, secondo gli scienziati, basta ripetere il processo inverso dall’altro capo della fibra ottica, con un ricevitore BEC e un raggio laser di controllo per ricreare esattamente un secondo raggio di materia con proprietà identiche all’originale. Documento ufficiale dello studio. Chi fosse seriamente interessato alle implicazioni di queste scoperte, si faccia avanti, brevettando invenzioni, magari una “macchina del tempo”.

Il prof. Masum Rab e la sua squadra dell’Università di Melbourne, hanno coniato il termine “trasporto senza transito” per le loro ricerche sulle onde di materia tramite le teorie quantistiche. Lo studio, reso pubblico il 1° giugno 2007, concerne appunto il modo in cui onde di atomi possano muoversi attraverso tre posizioni, separate da barriere impenetrabili.

Generalmente questo avviene con una particella che inizia nella prima posizione, passa nella seconda e infine nella terza per effetto di tunnel quantistico. Ma a quanto pare non sempre giungere dalla partenza alla destinazione implica necessariamente dover toccare tutti i punti intermedi, o almeno gli oggetti quantici sembrano pensarla diversamente.

Rab e colleghi hanno infatti rilevato come in particolari condizioni, le particelle possano letteralmente “saltare” il secondo punto di passaggio posto tra la partenza e l’arrivo. Nel modello matematico e analizzato al computer dalla squadra di fisici, il condensato di Bose-Einsten (BEC), elemento costante negli esperimenti di quantistica e di ottica, viene fatto passare dalla posizione 1 alla posizione 3, con solo un pugno di atomi ad occupare temporaneamente la posizione 2.

In questo esperimento non avviene “la lettura e la ricostruzione” in luogo diverso dell’originale, ma è proprio la materia originale che viaggia da un punto all’altro, saltando però, senza attraversare, i punti intermedi.

E’ un via libera alla creazione della “macchina del tempo” senza paradossi ? Forse. (Fonte: New Scientist Magazine)