La meccanica quantistica è già un mal di testa, con particelle che esistono in più stati contemporaneamente e funzioni d'onda che collassano quando le guardi troppo intensamente. Ora, un gruppo internazionale di fisici ha scoperto che se prendi sul serio certe spiegazioni alternative, il tempo stesso diventa un po' sfocato.

Con il finanziamento del Foundational Questions Institute (FQxI), i ricercatori guidati da Nicola Bortolotti del Museo e Centro di Ricerca Enrico Fermi (CREF) a Roma hanno esaminato due modelli di collasso quantistico leader: il modello Diósi-Penrose e la Localizzazione Spontanea Continua. Il loro lavoro, pubblicato su Physical Review Research, mostra che se questi modelli sono corretti, il tempo avrebbe un'incertezza intrinseca - un limite fondamentale su quanto precisamente qualsiasi orologio possa misurarlo.

"Quello che abbiamo fatto è stato prendere sul serio l'idea che i modelli di collasso possano essere collegati alla gravità," ha detto Bortolotti. "E poi abbiamo posto una domanda molto concreta: Cosa implica questo per il tempo stesso?"

Il team, che includeva anche Catalina Curceanu, Kristian Piscicchia, Lajos Diósi e Simone Manti, ha stabilito una relazione quantitativa tra il modello di Localizzazione Spontanea Continua e le fluttuazioni spazio-temporali causate dalla gravità. Il risultato: una piccola oscillazione nel tessuto del tempo, troppo piccola per influenzare anche gli orologi atomici più avanzati.

"L'incertezza è molti ordini di grandezza al di sotto di qualsiasi cosa possiamo attualmente misurare, quindi non ha conseguenze pratiche per la misurazione del tempo quotidiana," ha detto Curceanu. "I nostri risultati mostrano esplicitamente che le moderne tecnologie di cronometraggio sono del tutto inalterate," ha aggiunto Piscicchia.

La ricerca si basa su decenni di tentativi di conciliare la meccanica quantistica con la relatività generale, che trattano il tempo in modi fondamentalmente diversi. Nella meccanica quantistica, il tempo è un parametro esterno; nella relatività, si allunga e si piega. Il nuovo studio suggerisce che i modelli di collasso potrebbero indicare un legame più profondo tra comportamento quantistico, gravità e tempo.

Curceanu ha elogiato il raro supporto per tale ricerca fondamentale. "Non ci sono molte fondazioni al mondo che sostengono la ricerca su questi tipi di domande fondamentali sull'universo, lo spazio, il tempo e la materia," ha detto. "Il nostro lavoro mostra che anche idee radicali sulla meccanica quantistica possono essere testate contro misurazioni fisiche precise, e che, rassicurantemente, la misurazione del tempo rimane uno dei pilastri più stabili della fisica moderna."

Il lavoro è stato parzialmente sostenuto dal programma Consciousness in the Physical World di FQxI.