Un videogioco per testare le leggi della fisica quantistica

Un videogioco per testare le leggi della fisica quantistica


Anche l’Italia in prima linea tra i 12 Paesi del mondo che hanno partecipato al “Big Bell Test”

Il 30 novembre verrà ricordato come un giorno speciale per la fisica.

Due giorni fa oltre 100.000 persone da ogni parte del mondo hanno partecipato al “Big Bell Test”, un esperimento mondiale per testare le leggi della fisica quantistica.

Per la prima volta a decidere “come misurare” i quanti sono stati i partecipanti ad un videogioco online che, in una sola giornata, hanno prodotto una stringa numerica casuale composta da 90 milioni di bit.

12 laboratori di tutto il mondo hanno preso parte a questo progetto coordinato da ICFO-The Institute of photonic sciences di Barcellona.

Presente anche l’Italia, con il Quantum Information Lab del dipartimento di Fisica della Sapienza, diretto dal prof. Fabio Sciarrino, che abbiamo intervistato per 2duerighe.com.

Quale è stata la portata di questo esperimento?

“E’ stato un esperimento con una doppia valenza: divulgativa e scientifica.” Spiega Sciarrino: “Divulgativa perché ha avvicinato alla fisica, attraverso lo strumento del videogioco, migliaia di persone della società civile, compresi bambini di 10 anni, ai quali veniva chiesto per passare al livello successivo del gioco di generare sequenze casuali composte da 0 e 1, che fossero il meno possibile prevedibili; scientifica perché ha permesso a 12 laboratori di fisica, collocati in Paesi che vanno dagli USA alla Cina- alcuni dei quali in lizza per il Nobel – di servirsi in contemporanea dei dati prodotti dal videogioco e condivisi attraverso la rete per i propri esperimenti.”

Prof. Sciarrino, ci aiuta a capire meglio quale era la finalità di questo test?

“Ogni esperimento che conduciamo è una “domanda” che poniamo alla natura.

La fisica quantistica studia i fotoni, i quanti di luce e va contro il nostro “senso comune” della realtà, supera il determinismo della natura. Al livello fondamentale questi esperimenti servono a verificare se la realtà del mondo microscopico, ovvero dei “quanti”, esiste al di là della nostra osservazione. Nel mondo quantistico diventa però importante anche come “interroghiamo” la natura.

Usando le parole di Morgan Mitchell, ricercatore dell’ICFO e coordinatore del Big Bell Test: “Vi sono misteri della fisica molto profondi che possono essere studiati solamente ponendo domande imprevedibili alla Natura. L’idea base è che, se la Natura scoprisse cosa stiamo per chiederle, potrebbe ingannarci preparando una risposta ad-hoc.” Nell’esperimento, quindi, si utilizzano i dati forniti dalla rete per aggiungere l’elemento dell’imprevedibilità.

 In questo caso il videogioco ha fornito una sequenza numerica casuale che è stata utilizzata per studiare le particelle prodotte nei laboratori.

 Abbiamo analizzato – spiega Sciarrino – coppie di particelle entangled “aggrovigliate”, che nascono insieme, ma che seppur separate continuano a influenzarsi a vicenda.

 Il “Come misurarle” è stato stabilito dalla sequenza numerica casuale prodotta dal videogioco e il risultato atteso è stato la violazione della cosiddetta disguaglianza di Bell.”

L’esperimento prende il nome da John Bell un fisico che nel 1964 dimostrò come la meccanica quantistica è incompatibile con il “realismo locale” di Einstein. Secondo Einstein gli oggetti fisici possono essere influenzati solo da ciò che è immediatamente vicino. Invece, l’esperimento ha dimostrato che due particelle entangled, anche se molto lontane tra loro, possono influenzarsi a vicenda. I numeri prodotti attraverso il videogioco sono stati utilizzati, dunque, per misurare le particelle, dimostrando la validità delle teorie di Bell, in un contesto imprevedibile..

Siete soddisfatti di come sia andato il test?

Sì siamo molto soddisfatti, è stato un esperimento affascinante che ha dimostrato la maturità delle tecnologie quantistiche. In questi anni colossi dell’informatica come Microsoft, Google, Intel e altri stanno investendo nel campo delle tecnologie utilizzate dalla fisica quantistica e possono dare un notevole impulso alla ricerca in questo settore.

Da quante persone era composto il team italiano?

Eravamo 5, oltre a me, due laureandi, un dottorando e un assegnista di ricerca. Permettetemi di ringraziare Luca Santodonato, Francesco Andreoli, Gonzalo Carvacho e Marco Bentivegna,  per l’impegno, la maturità e la dedizione dimostrati in questo esperimento.

Italian Team

Gonzalo Carvacho, Marco Bentivegna, Fabio Sciarrino, Luca Santodonato, Francesco Andreoli (da sinistra verso destra)
Gonzalo Carvacho, Marco Bentivegna, Fabio Sciarrino, Luca Santodonato, Francesco Andreoli (da sinistra verso destra)
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