Un fenomeno chiamato entanglement quantistico è davvero necessario per descrivere il mondo fisico o è possibile una teoria post-quantistica senza entanglement? In un nuovo studio pubblicato da phys.org, i fisici hanno dimostrato matematicamente che qualsiasi teoria con un limite classico - quando può descrivere le nostre osservazioni del mondo classico, riferendosi alla teoria classica in determinate condizioni - deve coinvolgere l'entanglement. Pertanto, nonostante il fatto che l'entanglement sia in contrasto con la comprensione classica, dovrebbe essere una proprietà inevitabile e più importante non solo della teoria quantistica, ma anche di qualsiasi teoria non classica, anche non ancora sviluppata.
Fisici come Jonathan Richens dell'Imperial College di Londra e dell'University College di Londra, John Selby dell'Imperial College di Londra e dell'Università di Oxford e Sabri Al-Safi della Nottingham Trent University hanno pubblicato un articolo in cui afferma che l'entanglement è una caratteristica inevitabile di qualsiasi non classico teoria, in Physical Review Letters.
"La teoria quantistica ha molte caratteristiche strane rispetto alla teoria classica", afferma Richens. “Tradizionalmente, studiamo come il mondo classico emerge da quello quantistico, ma qui abbiamo deciso di invertire questo ragionamento per vedere come il mondo classico modella quello quantistico. Quindi abbiamo dimostrato che una delle caratteristiche più strane di quest'ultima, l'entanglement quantistico, è una conseguenza inevitabile dell'andare oltre la teoria classica, o forse anche una conseguenza della nostra incapacità di abbandonare la teoria classica, lasciarla alle spalle ".
Mentre la dimostrazione completa è molto più dettagliata, l'idea di base è che qualsiasi teoria che descrive la realtà dovrebbe comportarsi come una teoria classica in una certa misura. Questo requisito sembra abbastanza ovvio, ma come mostrano i fisici, impone serie restrizioni alla struttura di qualsiasi teoria non classica.
La teoria quantistica soddisfa questo requisito di un limite classico nel processo di decoerenza. Quando un sistema quantistico interagisce con l'ambiente esterno, perde la sua coerenza quantistica, connessione e tutto ciò che lo rende quantico. Pertanto, il sistema diventa classico e si comporta come previsto nella teoria classica.
I fisici hanno dimostrato che qualsiasi teoria non classica che ricostruisca una teoria classica deve contenere stati entangled. Per dimostrarlo, sono andati dall'opposto: diciamo che una tale teoria non ha entanglement. E poi hanno dimostrato che senza entanglement, qualsiasi teoria che ricostruisca una teoria classica deve essere essa stessa classica - e questo contraddice l'ipotesi originale che tale teoria debba essere non classica. Questo risultato significa che l'ipotesi che non vi sia entanglement in una tale teoria sarà falsa, il che significa che qualsiasi teoria di questo tipo deve averla.
Questo risultato potrebbe essere solo l'inizio di molte altre scoperte correlate, poiché apre la possibilità che altre caratteristiche fisiche della teoria quantistica possano essere riprodotte semplicemente richiedendo che la teoria abbia un limite classico. I fisici suggeriscono che caratteristiche come la causalità informativa, la simmetria dei bit e la località macroscopica possono essere dimostrate attraverso questo singolo requisito. Questi risultati forniscono anche un quadro più chiaro di come dovrebbe essere qualsiasi futura teoria post-quantistica non classica.
"I miei obiettivi futuri sono vedere se la non località di Bell può essere appresa anche dall'esistenza del limite classico", afferma Richens. "Sarebbe interessante se tutte le teorie che sostituiscono la teoria classica violassero il realismo locale".
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Il realismo locale è una combinazione del principio di località con l'assunzione "realistica" che tutti gli oggetti abbiano valori "oggettivamente esistenti" dei loro parametri e caratteristiche per ogni possibile misurazione che potrebbe essere fatta su questi oggetti prima che queste misurazioni siano effettuate. Einstein, essendo, apparentemente, un sostenitore del realismo locale, amava dire a questo proposito che la luna non scompare dal cielo, anche se nessuno la osserva. I dati della moderna meccanica quantistica, basati sugli esperimenti condotti, mettono in dubbio l'adeguatezza del modello del realismo locale al "dispositivo" della realtà.
Ilya Khel
