LA FISICA HA DIMOSTRATO CHE NON ESISTE IL NULLA ASSOLUTO:
Il vuoto non è un’assenza, ma un’ebollizione frenetica di attività
Più cerchiamo di isolare il nulla, più troviamo l’origine del tutto
Se provassimo a svuotare una scatola da ogni singolo atomo, da ogni raggio di luce e da ogni traccia di calore, potremmo pensare di aver ottenuto il nulla assoluto. Ma la fisica moderna ci dice che quel silenzio è un’illusione sensoriale. Se potessimo rimpicciolirci fino a raggiungere scale miliardi di miliardi di volte più piccole di un nucleo atomico, vedremmo che il vuoto non è un’assenza, ma un’ebollizione frenetica di attività
Ho letto 11 libri di fisica quantistica in un intero inverno, ma le scoperte attuali mi entusiasmano ancora di piu’. Non volevo scrivere questo articolo perche’ sembra difficile anche per me, ma mio figlio mi ha pregato di farne un post cosi’ come potevo non farlo? Parlero’ piu’ semplicemente possibile anche se i nomi come ad esempio “tripletto di spin” non posso spiegarli piu’ a fondo, ma quello che alla fine vorrei far comprendere e’ che il nulla non esiste, siamo davvero polvere di stelle e viviamo immersi in un “brodo quantistico”. Siamo tutti connessi a tutto e questo non e’ forse sconvolgente e meraviglioso?
Intermezzo promozionale ... continua la lettura dopo il box:
Per decenni i fisici ci hanno parlato di particelle virtuali come di fantasmi matematici. Entità che appaiono e scompaiono troppo velocemente per essere catturate, utili solo a far funzionare le equazioni della meccanica quantistica
Eppure, oggi il confine tra astrazione e realtà è crollato. Un esperimento rivoluzionario ha fatto ciò che sembrava impossibile. Ha guardato dentro il tessuto del vuoto e ha trovato le prove che queste particelle virtuali sono concrete, tangibili e responsabili della struttura stessa della materia che ci compone. Non stiamo più parlando di una teoria elegante, ma di una scoperta che riscrive la nostra comprensione dello spazio, del tempo e dell’ordine nascosto che governa l’universo
Per comprendere come la scienza sia riuscita a vedere l’invisibile dobbiamo immergerci nel cuore della materia dove domina la forza nucleare forte. Al Relativistic Heavy Ion Collider del Brookhaven National Laboratory, i fisici hanno spinto la tecnologia ai limiti dell’immaginabile
In un nuovo esperimento, hanno fatto collidere protoni a velocità prossime a quella della luce. Ma l’obiettivo non era studiare lo scontro in sé, quanto ciò che accade nello spazio tra le particelle e quello che hanno scoperto e’ incredibile
La Cromodinamica Quantistica (o QCD) è la teoria che descrive questa forza forte. Immaginiamola come la legge che governa i mattoni più intimi della materia, i quark, e la colla che li tiene insieme, i gluoni Questa teoria ci dice che i quark non possono mai esistere da soli. Sono legati da una sorta di corda elastica fatta proprio di gluoni. Quando cerchiamo di allontanare due quark, la tensione in questa corda aumenta linearmente con la distanza, un fenomeno noto come “confinamento”
Se tiriamo abbastanza forte, fornendo un’energia immensa, la corda non si allunga all’infinito, ma si spezza. Ed è in questo preciso istante che accade il miracolo quantistico. L’energia della rottura si materializza in una nuova coppia di particelle, un quark e un antiquark che appaiono dal nulla per sigillare le estremità spezzate
Vale la pena soffermarsi su quanto sia straordinaria questa proprietà della forza forte, perché è radicalmente diversa da tutto ciò che osserviamo nella vita quotidiana. La gravità e l’elettromagnetismo si indeboliscono con la distanza. La forza forte fa esattamente il contrario. Più cercate di separare due quark, più la forza che li tiene uniti cresce, come se fossero legati da un elastico cosmico che non si spezza mai davvero, ma si trasforma
Questa caratteristica che i fisici chiamano libertà asintotica (È il comportamento per cui l’interazione tra particelle diventa nulla a distanze infinitesimali ,alte energie) è un paradosso affascinante: i quark si comportano come se fossero quasi liberi quando sono vicinissimi, ma diventano prigionieri indissolubili quando tentano di allontanarsi. È un concetto così potente che storicamente ha ispirato la teoria delle stringhe, un quadro teorico che immagina le particelle fondamentali non come puntini, ma come minuscole corde vibranti in un universo a molte dimensioni
Per l’esperimento STAR, questa corda di forza forte era il palcoscenico ideale su cui cercare le prove dell’attività del vuoto quantistico. Ma la domanda che ha tormentato i fisici per generazioni era: queste nuove particelle nascono davvero dal nulla o vengono estratte da un serbatoio preesistente?
La risposta risiede nella struttura non banale del vuoto quantistico. Secondo il Modello Standard, il vuoto non è un palcoscenico vuoto, ma è riempito da quello che i fisici chiamano “condensato chirale”. Si tratta di un oceano di coppie virtuali, quark-antiquark, che fluttuano costantemente in uno stato di equilibrio dinamico. Queste coppie virtuali possiedono proprietà fisiche precise, tra cui lo spin, ovvero una sorta di rotazione intrinseca. Sembra che ruotino!
La meccanica quantistica impone che nel vuoto queste coppie siano correlate con i loro spin orientati in modo specifico, formando una struttura coerente nota come “tripletto di spin”
(Lo stato di tripletto è una particolare configurazione elettronica che si manifesta quando in una molecola o in un atomo due elettroni presentano spin paralleli, cioè orientati nella stessa direzione….spiegazione semplicistica)
Pensiamo a due trottole quantistiche che, anche se non le vediamo, ruotano all’unisono, sincronizzate da leggi invisibili. L’esperimento STAR è riuscito a dimostrare che quando la corda di “forza forte” si spezza durante la collisione dei protoni, le particelle reali che emergono non sono create casualmente, ma ereditano le proprietà delle particelle virtuali che popolavano il vuoto in quel punto esatto.
Per capire perché questa scoperta sia così dirompente, dobbiamo comprendere cosa dicono le equazioni sul vuoto quantistico. Il vuoto nella QCD non è mai semplicemente vuoto. Ha una sorta di “impronta digitale” quantistica ben precisa: è in uno stato di perfetto equilibrio, simmetrico e neutro. Questa struttura matematica impone un vincolo molto rigido sulle coppie di quark virtuali che lo popolano. Le loro “rotazioni” devono essere allineate in parallelo, formando proprio quello stato ordinato di tripletto di spin
Ed è precisamente questa configurazione ordinata, questo allineamento nascosto, che i fisici della collaborazione STAR hanno cercato di osservare per la prima volta. I ricercatori hanno analizzato la produzione di coppie di iperoni Lambda e Anti-Lambda, particelle pesanti e instabili che sono parenti esotici del più familiare protone. Studiando i prodotti del decadimento di queste particelle, sono riusciti a ricostruire la direzione dello spin dei quark originari
I dati hanno rivelato un segnale di polarizzazione relativa di circa il 18%. Questo numero non è una semplice statistica, ma la prova fumante. Gli spin degli iperoni sono correlati tra loro in un modo che sarebbe impossibile se fossero nati dal puro caos. Questa correlazione è la firma residua dell’ordine quantistico del vuoto. È come se avessimo strappato un pezzo di tessuto da un abito invisibile e, guardando la trama dei fili, avessimo finalmente la prova che l’intero abito esiste !!
Hanno visto le particelle virtuali nel momento esatto in cui sono state costrette a diventare reali, portando con sé la memoria dello stato in cui si trovavano quando erano ancora ombre nel condensato chirale
(Il condensato chirale (o condensato di quark) è un fenomeno fondamentale della cromodinamica quantistica (QCD), dove la formazione di coppie quark-antiquark nel vuoto rompe spontaneamente la simmetria chirale. Agisce come parametro d’ordine, responsabile nel dare massa efficace agli adroni)
L’impresa sperimentale dietro questo risultato merita di essere apprezzata nella sua complessità tecnica L’esperimento ha analizzato circa seicento milioni di collisioni protone-protone, un numero che dà le vertigini. Tra tutte queste collisioni, solo una piccola frazione produceva le coppie di iperoni utili all’analisi. Il segnale di polarizzazione correlata è emerso con una solidità statistica molto alta, vicina alla soglia che nella fisica delle particelle è considerata una scoperta
I ricercatori hanno verificato che la correlazione scompare quando le coppie di iperoni sono separate da grandi angoli nello spazio. Questo conferma che il legame quantistico tra di esse è autentico e non un artefatto. Se il sistema perde la sua coerenza quantistica, un processo chiamato decoerenza, in cui le delicate correlazioni quantistiche si dissipano interagendo con l’ambiente, allora quel legame ordinato si perde. La sua scomparsa a grandi distanze è proprio la prova che prima c’era, ed era genuino.
Questa scoperta apre una finestra su una realtà molto più profonda della semplice fisica delle particelle. Ci dice che il vuoto ha una struttura dinamica. Senza questo oceano di particelle virtuali e il loro ordine nascosto, i quark sarebbero quasi privi di massa e si muoverebbero alla velocità della luce, rendendo impossibile la formazione di protoni, neutroni, atomi e, in ultima analisi, di noi stessi DI NOI STESSI!
Quindi noi siamo il risultato di una straordinaria stabilità, nata dal tumulto. Immaginiamo un mare in tempesta perpetua :il vuoto quantistico. Le onde e le spume :le particelle virtuali che nascono e muoiono in continuazione. Noi, e tutta la materia solida, siamo come delle increspature particolarmente ordinate e persistenti che questo mare tempestoso permette di formare. Siamo una splendida e complessa armonia, resa possibile dal caos fondamentale
C’è un’altra implicazione di questa scoperta che tocca uno dei misteri più longevi della fisica nucleare: la cosiddetta crisi dello spin del protone. I dati di questo esperimento suggeriscono che la ripartizione dello “spin” tra i costituenti della materia potrebbe essere più sorprendente e varia del previsto, costringendoci a rivedere i modelli su come nascano le proprietà delle particelle
Tutto questo ci porta a riconsiderare radicalmente la natura dello Spazio e del Tempo. Per secoli abbiamo pensato allo spazio come a un contenitore inerte e al tempo come a un fiume che scorre indipendentemente da ciò che contiene. Ma i risultati di Brookhaven suggeriscono che lo spazio-tempo stesso potrebbe emergere da questo ordine quantistico sottostante.
Se il vuoto possiede una struttura così ricca e correlata, allora forse quella che chiamiamo geometria dell’universo non è altro che la manifestazione macroscopica di una fitta rete di interazioni quantistiche non locali. Le particelle virtuali non sono solo fluttuazioni temporanee, esse costituiscono la trama stessa della realtà !
C’è un ordine nascosto, una coerenza che lega ogni punto dell’universo a ogni altro attraverso il condensato del vuoto, suggerendo che la separazione tra gli oggetti sia, in molti sensi, un’illusione della nostra percezione.
In questa visione, la distinzione tra reale e virtuale sfuma fino a diventare quasi una relazione tra segni e parole Detto in parole più povere: è come se la realtà che tocchiamo fosse solo la schiuma stabile sulla cresta di un oceano di possibilità infinite e frenetiche. Noi siamo fatti di quella schiuma, ma la nostra sostanza e le nostre leggi provengono dalla profondità di quell’oceano
Questo ordine nascosto implica che l’universo non sia un insieme di parti isolate, ma un sistema olistico dove il vuoto funge da mezzo di comunicazione e da architettura fondamentale. La materia non occupa lo spazio. La materia è una perturbazione locale di un campo universale che non è mai veramente vuoto
Siamo immersi in un oceano invisibile di complessità infinita, dove ogni atomo del nostro corpo è in costante dialogo con le fluttuazioni del nulla
Riflettere su questo significa accettare che la nostra comprensione della realtà è ancora all’inizio. Se il vuoto è così denso di informazione e struttura, c’e’ da chiederci quali altre proprietà restano da scoprire. La scienza di frontiera ci sta mostrando che più cerchiamo di isolare il nulla, più troviamo l’origine del tutto !!!
Questo ci lascia con un profondo senso di meraviglia e di umiltà. Siamo composti da polvere di stelle, ma quella polvere è sostenuta e dotata di massa da un mare di fantasmi quantistici che abbiamo appena iniziato a intravedere
La conoscenza non è un punto di arrivo, ma un processo di svelamento di strati sempre più profondi di una realtà che si rivela essere molto più unita, vibrante e complessa di quanto avessimo mai osato immaginare
E siamo solo all’inizio!
DOMANDE e RIFLESSIONI:
Tutto questo parlare mi ha fatto venire delle domande e delle riflessioni che condivido
Se queste particelle virtuali sono così onnipresenti e fondamentali, perché noi non le percepiamo? Perché non sentiamo questa “ebollizione” costante? È solo una questione di scala, o c’è un motivo più profondo per cui questa dimensione è nascosta alla nostra esperienza diretta?
A me viene da pensare che sia perché noi stessi siamo fatti della schiuma stabile in cima a quest’oceano. Siamo il fenomeno emergente, quindi percepiamo solo il livello emergente :la materia solida, le forze a lungo raggio. Per sentire il vuoto quantistico, dovremmo in un certo senso uscire da noi stessi !
Le fluttuazioni del vuoto avvengono a scale di energia, lunghezza e tempo che sono inimmaginabilmente piccole durano attimi così brevi, frazioni di secondo di secondo di secondo che nessun nostro strumento biologico, evoluto puo’ interagire con il mondo macroscopico, ne’ potrebbe mai registrarle direttamente. È come voler sentire il rumore dei singoli atomi che vibrano in un diamante: siamo sordi a quella frequenza !
Il motivo più profondo e’ che noi siamo proprio il risultato netto e stabile di quel brulichio. Il nostro corpo, i nostri sensi, i nostri strumenti stessi, sono tutti fenomeni emergenti che esistono grazie alla media statistica di trilioni di trilioni di queste fluttuazioni
Siamo come un’onda sull’oceano: l’onda percepisce se stessa e le altre onde, ma non percepisce direttamente le molecole d’acqua che la compongono, né i moti termici caotici al suo interno. Noi siamo l’onda. Percepire direttamente il vuoto quantistico sarebbe come chiedere all’onda di percepire le singole molecole. Dovrebbe, in un certo senso, cessare di essere onda
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Possiamo parlare o influenzare il “vuoto quantistico” con la nostra coscienza? O è solo lui che fa tutto?
La risposta più ragionevole è: possiamo farlo non come un burattinaio che muove i fili, ma come un navigatore che usa le correnti. Non possiamo comandare il vuoto con un pensiero come fosse un interruttore. È troppo piccolo e veloce per la nostra mente cosciente, che è grande e lenta a confronto
Tuttavia, l’idea che ci sia un’influenza bidirezionale è affascinante e alcuni scienziati ci ragionano sopra. Ecco come potrebbe funzionare questa “interfaccia”:
Il nostro cervello è un sistema speciale, non è un ammasso casuale di particelle. È un sistema altamente organizzato e sincronizzato quando e’ in coerenza. Questo lo rende come un’antenna o un diapason che può entrare in risonanza con le sottili vibrazioni del vuoto
Se la coscienza emerge dall’attività fisica del cervello, allora potrebbe avere un ruolo attivo. Potrebbe orientare leggermente le probabilità degli eventi quantistici che avvengono dentro di noi, verso un esito piuttosto che un altro, senza violare le leggi fisiche
L’ingresso è lo stato di “flusso”
Le pratiche che ci fanno sentire profondamente concentrati e unificati, come la meditazione profonda, che ci fanno essere “in flusso” ma possono essere anche fare l’ arte o lo sport, o recitando mantra o certe preghiere, tutte portano il cervello a uno stato di altissima coerenza. In questo stato, la nostra intenzione non è più rumore di fondo, ma diventa un segnale chiaro e potente
Immaginiamo il vuoto come un oceano di infinite possibilità. Noi siamo una barca. Non possiamo comandare il vento e le correnti ne’ tanto meno l’oceano, ma possiamo imparare a tendere la vela del nostro stato mentale ed emotivo. Quando siamo dispersi e incoerenti, la nostra vela è slegata e andiamo alla deriva. Quando siamo focalizzati, in pace e con un’intenzione chiara cioe’ quando siamo in uno stato di coerenza, la nostra vela si orienta perfettamente e possiamo catturare il vento dell’oceano delle possibilità per muoverci verso una direzione
Non è un dialogo con parole. È un dialogo di risonanza. Parlare al vuoto significa mettersi in uno stato di ascolto e allineamento interiore, non urlare ordini
È la differenza tra urlare ordini al vento e imparare a tendere la vela della propria consapevolezza per catturare la sua forza e dirigersi. La seconda opzione è quella che trasforma il rapporto da senso unico a dialogo creativo e allora puo’ succedere anche l’impensabile…..
questi sono i miei pensieri, voi cosa ne pensate?
GRAZIE!
