La carta di quattro pagine era così famosa che divenne nota con le iniziali dei suoi autori. Il paradosso EPR, pubblicato da Albert Einstein, Boris Podolsky e Nathan Rosen nel 1935, sosteneva che la fisica quantistica si scontrava con la realtà ed era quindi priva di senso o incompleta.

Il documento ha avviato, nel corso di molti decenni, una serie di argomentazioni ed esperimenti culminati nel Premio Nobel per la Fisica 2022. È stato assegnato la scorsa settimana a un trio di sperimentatori che, contro l’istinto di Einstein, ha affermato le bizzarre implicazioni della meccanica quantistica, le leggi che descrivono il mondo subatomico. Mentre il lavoro dei vincitori Alain Aspect, John Clauser e Anton Zeilinger è giustamente celebrato per aver contribuito a gettare le basi per l’informatica quantistica e la crittografia, le loro intuizioni suggeriscono anche riflessioni filosofiche sulla natura peculiare dell’universo. “Che cosa [this Nobel Prize] dimostra che qualsiasi filosofo serio che voglia parlare della natura della realtà dovrebbe prestare molta attenzione alla fisica quantistica”, afferma Vlatko Vedral, professore di scienze dell’informazione quantistica all’università di Oxford.

Einstein e colleghi si sono scagliati contro la teoria dei quanti perché apparentemente ha infranto il principio di “località”, secondo il quale un evento che accade in un luogo non può influenzare istantaneamente qualcosa di molto lontano. Un altro modo per dirlo è che niente, nemmeno l’informazione, può viaggiare più veloce della velocità della luce.

Per ribadire il paradosso: immagina una coppia di particelle collegate (o “aggrovigliate”), A e B, che escono da un nucleo radioattivo nello stesso momento, muovendosi alla stessa velocità ma in direzioni opposte. La teoria quantistica impone che ogni particella esista contemporaneamente in più possibili stati osservabili, fino all’istante in cui viene osservata, quando “collassa” in uno stato con proprietà definite (come la posizione). Una di queste proprietà è chiamata spin; ed è possibile produrre A e B in modo tale che lo spin di A sia correlato allo spin di B. Il punto cruciale sulle particelle entangled è questo: misurare lo spin di A rivela automaticamente lo spin di B, e nessuno dei due numeri è pre -determinato.

Ma cosa accadrebbe se A e B finissero agli estremi opposti dell’universo? La misurazione di A rivelerebbe istantaneamente la rotazione di B, forse a migliaia di miliardi di anni luce di distanza, violando la località. Come potrebbe una misurazione qui influenzare una particella laggiù? Lo stesso Einstein ha deriso lo scenario definendolo “un’azione spettrale a distanza”, suggerendo che potrebbero esserci fattori non quantistici, o “variabili nascoste”, in gioco.

I vincitori sono stati in grado di dimostrare, attraverso una serie di intricati esperimenti, che questo allineamento spettrale – ora chiamato entanglement quantistico – tra due particelle appositamente prodotte esiste davvero su vaste distanze senza alcun ricorso a fattori non quantistici. L’ispirazione originale per gli esperimenti risale a un brillante fisico nordirlandese chiamato John Bell, che ha lavorato principalmente alla progettazione di acceleratori al Cern ma si è dilettato in modo impressionante nella teoria quantistica durante i suoi tempi di inattività. (Bell, morto nel 1990 all’età di 62 anni, avrebbe sicuramente vinto un Nobel se fosse vivo oggi.)

Negli anni ’60, Bell indicò un modo per risolvere il paradosso EPR, spiegando come annusare i fattori non quantistici. Clauser è stato il primo a raccogliere queste idee sperimentalmente, dimostrando che le particelle collegate mostravano un alto grado di allineamento spettrale quando osservate dai rivelatori; Aspect e Zeilinger sono andati ancora oltre, con quest’ultimo che ha dimostrato un fenomeno chiamato teletrasporto quantistico. Tra di loro, hanno dimostrato che l’entanglement quantistico è reale e che l’interpretazione di Einstein era sbagliata.

La fisica quantistica infastidiva Einstein perché si scontrava con la sua comprensione intuitiva della realtà fisica. Nel regno quantistico, non si può dire che esista nulla finché non viene misurato o osservato. Che stona con la nostra convinzione che le particelle abbiano proprietà intrinseche: sicuramente una banana è curva e gialla anche quando non la guardiamo? Vedral spiega: “Non esiste una realtà sottostante del tipo che Einstein immaginava. Tuttavia, la fisica quantistica non dice che non ci sia realtà là fuori. Si dà il caso che sia quantico”.

L’entanglement quantistico porta quella scombussolamento a nuove vette. Filippo Ball, autore di Oltre Strano, un noto esplicativo sulla fisica quantistica, offre questa descrizione: “Una volta che due particelle si sono aggrovigliate, allora . . . non sono più oggetti diversi. Sono la stessa entità che non puoi abbattere.

È assolutamente esasperante vivere in un mondo che mostra fenomeni così in contrasto con la nostra esperienza quotidiana. Tuttavia, a un altro livello, la realtà quantistica non è né qui né là.