Sebbene in teoria il tempo possa essere diviso in intervalli infinitamente piccoli, il più piccolo intervallo di tempo fisicamente significativo è il tempo di Planck, che è approssimativamente uguale a 10-43 secondi. Questo limite finale significa che i due eventi non possono essere separati da un tempo inferiore a questo intervallo. Ma ora, in un nuovo lavoro, i fisici sono giunti alla conclusione che l'intervallo di tempo fisicamente significativo più breve può in realtà essere di diversi ordini di grandezza più lungo del tempo di Planck. Inoltre, i fisici hanno dimostrato che l'esistenza di un tempo così minimo cambia le equazioni di base della meccanica quantistica, e poiché la meccanica quantistica descrive tutti i sistemi fisici su scala più piccola, cambia anche la descrizione di tutti i sistemi meccanici quantistici.
Gli scienziati Mir Faisal dell'Università di Waterloo e dell'Università di Lethbridge in Canada, Mohammed Khalil dell'Università di Alessandria in Egitto e Sauria Das dell'Università di Lethbridge hanno pubblicato un articolo intitolato "Time Crystals from Minimal Time Uncertainty" sulla rivista europea Physical Journal C.
"Può darsi che nell'Universo la scala temporale minima sia in realtà molto più lunga del tempo di Planck, e questo può essere verificato sperimentalmente", ha detto Faisal a Phys.org.
Il tempo di Planck è così breve che nessun esperimento è mai stato abbastanza vicino per testarlo direttamente: i test più accurati possono accedere a un intervallo di tempo dell'ordine di 10-17 secondi.
Tuttavia, esiste un forte supporto teorico per l'esistenza del tempo di Planck in vari approcci alla gravità quantistica, come la teoria delle stringhe, la gravità quantistica a loop e la gravità quantistica perturbativa. Quasi tutti questi approcci presumono che sia impossibile misurare una lunghezza inferiore alla lunghezza di Planck e, in un senso più ampio, anche il tempo è più breve del tempo di Planck, poiché il tempo di Planck è definito come il tempo impiegato dalla luce per percorrere un'unità della lunghezza di Planck nel vuoto.
Circondati dai più recenti studi teorici, gli scienziati hanno esaminato la questione della struttura del tempo, in particolare toccando la vecchia domanda: il tempo è discreto o continuo?
"Nel nostro lavoro, abbiamo assunto che il tempo fosse di natura discreta e abbiamo anche suggerito modi per testare sperimentalmente questo assunto", afferma Faisal.
Un possibile test prevede la misurazione della velocità di emissione spontanea di un atomo di idrogeno. L'equazione meccanica quantistica migliorata prevede un tasso di emissione spontanea leggermente diverso da quello previsto dall'equazione convenzionale, entro un intervallo di incertezza. Gli effetti proposti possono essere osservati anche nella velocità di decadimento di particelle e nuclei instabili.
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Sulla base della loro analisi teorica dell'emissione spontanea di idrogeno, gli scienziati stimano che l'intervallo di tempo minimo dovrebbe essere di diversi ordini di grandezza più lungo del tempo di Planck, ma non più di un certo valore stabilito da esperimenti precedenti. Ulteriori esperimenti possono abbassare questo limite del tempo minimo o determinarne il valore esatto.
Gli scienziati ipotizzano anche che le modifiche proposte alle equazioni di base della meccanica quantistica potrebbero cambiare la definizione stessa di tempo. Spiegano che la struttura del tempo può essere vista come cristallina, costituita da segmenti discreti che si ripetono regolarmente.
A un livello più filosofico, l'argomento del tempo discreto significa che la nostra percezione del tempo come qualcosa che scorre costantemente è solo un'illusione.
"L'universo fisico è davvero come un'immagine in un film, con una serie di immagini fisse che creano l'illusione di immagini in movimento", dice Faisal. "Quindi, se prendiamo sul serio questo punto di vista, la nostra percezione cosciente della realtà fisica, basata sul movimento continuo, diventerà un'illusione prodotta dalla discreta struttura matematica sottostante il tempo".
"Questa proposta rende la realtà fisica di natura platonica", dice, indicando l'argomento di Platone secondo cui la vera realtà esiste indipendentemente dai nostri sensi. "Tuttavia, a differenza di altre teorie dell'idealismo platonico, la nostra proposta può essere testata sperimentalmente e può essere attribuita non solo alla filosofia".
