INRIM ricerca i rumori dell’Universo con le correlazioni quantistiche

29/06/2020

I ricercatori dei laboratori di ottica quantistica dell’Istituto Nazionale di Ricerca Metrologica (INRIM) di Torino, in collaborazione con l’Università Tecnica Danese (DTU), hanno dimostrato sperimentalmente la possibilità di esplorare le più deboli fluttuazioni dello spazio - tempo “ascoltando” alcuni rumori fondamentali del nostro universo grazie alle correlazioni quantistiche

Spesso il rumore è considerato un elemento fastidioso, anche nel campo della misurazione, ma alcune volte ha un significato fisico profondo. Un esempio è la radiazione cosmica di fondo, che è una vera e propria eco dell’inflazione cosmica (la rapida espansione dell’universo dopo il Big Bang) e contiene informazioni sull’infanzia del nostro universo. Un altro tipo di rumore è il gravitational wave background, un segnale stocastico collegato alle onde gravitazionali, che se osservato potrebbe ricondurci fino al Big Bang stesso. Infine alcuni deboli rumori più insoliti potrebbero emergere alla scala di Planck, ovvero a lunghezze dell’ordine di 10-35 m, il limite oltre il quale le leggi della fisica che attualmente conosciamo non sono applicabili. 

Per individuare questi rumori fondamentali la metrologia quantistica potrebbe essere lo strumento vincente, tramite l’applicazione degli effetti particolari della meccanica quantistica nella scienza delle misure. In un lavoro pubblicato sulla rivista del gruppo Nature Communication Physics, i ricercatori dell’INRIM (nell’ambito del progetto EMPIR 17FUN01 BeCOMe) e del DTU hanno mostrato come confrontare precisamente le lunghezze di una coppia di interferometri di Michelson - sorta di rivelatori di onde gravitazionali in miniatura - “connessi a distanza” grazie alle stranezze della meccanica quantistica. Questo tipo di misura permetterebbe di osservare, in linea di principio, minuscole differenze fra le lunghezze dei due interferometri  - fino 3 X 10-17 metri, più piccole del raggio di un protone! - dovute a tali ineffabili distorsioni dello spazio-tempo.

Se rivelati, questi “tremolii” fondamentali dello spazio-tempo potrebbero portare a una rivoluzione della scienza, connessa ad una teoria definitiva che unificherebbe gravità e meccanica quantistica e, in parte, al principio olografico, che descrive l’universo come un ologramma tridimensionale impresso in una superficie bidimensionale.

 

Ultima modifica: 29/06/2020 - 15:27