Le Nazioni Unite hanno proclamato il 2025 come l’Anno Internazionale della Scienza e Tecnologia Quantistica, un’iniziativa che celebra un secolo di scoperte fondamentali nel campo della fisica. Nel 1925, tre fisici tedeschi – Werner Heisenberg, Max Born e Pascual Jordan – introdussero la meccanica delle matrici, un concetto che ampliava il modello atomico del danese Niels Bohr. Quest’ultimo fu pionieristico nella concezione della quantizzazione dell’energia, limitando le grandezze fisiche a valori discreti, noti come quanti. La meccanica delle matrici si integra con la meccanica ondulatoria sviluppata dal fisico austriaco Erwin Schrödinger, che emerse pochi mesi dopo e divenne la base della notazione di algebra lineare nota come Bra-Ket, formulata dal fisico britannico Paul Dirac.
Le origini delle matrici e il loro sviluppo
Le matrici, tabelle ordinate di elementi utilizzate nell’algebra lineare, sono strumenti essenziali per lo studio delle grandezze fisiche, come i vettori nello spazio, escludendo fenomeni caotici. Sebbene le matrici moderne siano emerse nel XX secolo, il loro precursore, il matematico svizzero Leonhard Euler, nel XVIII secolo, sviluppò i quadrati latini come strumento combinatorio per la corrispondenza biunivoca tra numeri naturali di insiemi finiti. Negli anni ’60, il matematico e filosofo italiano, naturalizzato americano, Giancarlo Rota, ha dato un contributo significativo all’algebra lineare, un campo che si applica anche allo studio di fenomeni complessi nelle scienze naturali e sociali.
Scoperte recenti nel campo della scienza quantistica
Nel corso del 2025, dall’Inghilterra e dalla Toscana, sono emersi sviluppi scientifici significativi. Presso l’Università del Surrey, il professor Andrea Rocco e il suo team hanno proposto una teoria secondo cui le equazioni della meccanica quantistica rimangono invariate sia che il tempo scorra in avanti che all’indietro. Un’ulteriore innovazione è giunta da Oxford, dove due computer quantistici sono stati connessi a distanza tramite teletrasporto quantistico, raggiungendo un’accuratezza dell’86% nei dati trasferiti. Questa scoperta rappresenta un passo avanti verso comunicazioni senza fili, eliminando la necessità di cavi e segnali elettromagnetici, riducendo il rischio di intercettazioni e aumentando la velocità di elaborazione delle informazioni. Presso l’Università Queen Mary di Londra, la professoressa italiana Ginestra Bianconi ha avanzato una teoria sulla gravità quantistica, suggerendo che potrebbe avere un’origine entropica. L’entropia, che misura il disordine di un sistema fisico, potrebbe rivelarsi cruciale per comprendere la materia oscura, che costituisce il 95% dell’energia dell’universo, un aspetto che la relatività generale non riesce a spiegare.
Ricerche innovative a Firenze
A Firenze, il Laboratorio di Miscele Quantistiche del CNR-INO, in collaborazione con l’Università di Firenze e il Laboratorio Europeo di Spettroscopie Non Lineari (LENS), ha condotto studi sull’instabilità capillare in un liquido non convenzionale: un gas quantistico ultra-diluito. La tensione superficiale di un liquido misura l’energia coesiva tra il liquido stesso e l’interfaccia, che può essere solida, liquida o gassosa. Questo fenomeno è alla base della formazione di gocce di pioggia e bolle di sapone, con applicazioni cruciali in vari settori, dall’industria alla biomedicina e alle nanotecnologie. Quando la temperatura di un gas si avvicina allo zero assoluto, gli atomi iniziano a seguire le leggi della meccanica quantistica, comportandosi come liquidi pur essendo in fase gassosa. Questo comportamento ha portato alla formazione di gocce quantistiche, un fenomeno già oggetto di studio. La ricerca ha coinvolto una miscela di atomi di potassio e rubidio, aprendo la strada alla realizzazione di vettori di goccioline quantistiche, con potenziali applicazioni future in tecnologie basate sulla meccanica quantistica.
Implicazioni sociali e culturali della scienza quantistica
In un contesto in cui la scienza quantistica sta rivelando progressivamente la comprensione della dimensione macro, emergono legami tangibili tra il progresso scientifico e i cambiamenti sociali. Un recente articolo pubblicato su The Economist ha evidenziato l’invecchiamento “vergognoso” delle persone nella fascia d’età 55-64 nei paesi sviluppati, con un preoccupante aumento dell’uso di droghe e di malattie sessualmente trasmissibili negli ultimi quindici anni. Questo gruppo, di cui una buona percentuale vive da sola (25% negli Stati Uniti), sembra attratto dalle abitudini giovanili, vivendo in un tempo che scorre all’indietro, facilitato dalla tecnologia. La bolla di sapone emerge come simbolo del carpe diem di questa generazione, riflettendo una realtà complessa e interconnessa.
