L’idea di una “Teoria del Tutto” è davvero allettante. Che potremmo cioè, trovare una spiegazione a tutto quanto. La Teoria delle Stringhe è stata proposta inizialmente nei anni ’60, come un modo teorico per conciliare le due grandi figlie della fisica e matematica del 900: la meccanica quantistica e la relatività generale. Comunque, la fonte di maggior critica alla Teoria delle Stringhe è stata che non era testabile. Non c’era quindi modo di metterla alla prova per vedere se era vera o meno. Adesso invece, un team di ricerca, guidato da scienziati del Imperial College London, ha, inaspettatamente, scoperto che la teoria delle stringhe predice anche il comportamento di entanglement quantistico che mostrano le particelle. Dato che questo effetto può essere testato in laboratorio, i ricercatori adesso dicono che saranno in grado di testare la Teoria delle Stringhe.

“Se gli esperimenti provano che le nostre previsioni riguardo al entanglement quantistico sono corrette, questo dimostrerà che la teoria delle stringhe “funziona” per poter predire il comportamento dei sistemi quantistici in entanglement. ” ha detto il professor Mike Duff, autore principale della ricerca.

La teoria delle stringhe fu in origine sviluppata per descrivere le particelle e forze fondamentali che compongono il nostro universo, ed è da sempre stata una delle candidati principali per la riconciliazione quello che sappiamo riguardo all’incredibile piccolo nella quantistica con quello che studiamo nell’incredibile grande, nella cosmologia. Usando la teoria per predire come le particelle in entanglement quantistico si comportano, da l’opportunità, per la prima volta, di mettere alla prova anche la teoria delle stringhe.

Ma, almeno per adesso, gli scienziati non saranno in grado di confermare che la Teoria delle Stringhe è davvero la spiegazione per tutto quanto.

“Questa non sarà la prova che la Teoria delle Stringhe è la giusta “teoria del tutto”, ricercata dai cosmologi e fisici delle particelle” ha spiegato Duff. “Comunque, sarà molto importante per i teorici perché dimostrerà se la teoria delle stringhe funziona, anche se le sue applicazioni si trovano in un campo inaspettato della fisica. “

La teoria delle stringhe è una teoria della gravità, un estensione della Relatività Generale, e l’interpretazione classica di stringhe e brane sta nel fatto che sono considerate buchi neri con una carica estesa,che vibrano meccanicamente a livello quantistico. La teoria ipotizza che gli elettroni ed i quark dentro un atomo non sono oggetti a 0 dimensioni, ma stringhe ad 1 dimensione. Queste stringhe si possono muovere e vibrare, dando alla particella in causa uno spin, una massa, un sapore ed una carica. Le stringhe seguono dei cicli chiusi ameno che non incontrino superfici, chiamate D-brane, dove possono aprirsi in una linea uni-dimensionale. I punti finali della stringa non possono staccarsi dal D-brane, ma possono scivolargli intorno.


I diversi ordini di grandezza della materia: 1. Materia (macroscopico) 2.Struttura molecolare (atomi) 3.Atomi (neutroni, protoni, elettroni) 4.Elettroni 5.Quark 6.Stringhe

Duff ha spiegato che si trovava ad una conferenza in Tasmania dove un collega stava presentando una formula matematica pensata per descrivere l’entanglement quantistico quando ha realizzato qualcosa. “Improvvisamente avevo riconosciuto che la sua formula era simile ad alcune che avevo sviluppato io qualche anno prima quando usavo la teoria delle stringhe per descrivere i buchi neri. Quando ritornai in UK verificai i miei vecchi quaderni e confermai che i due studi matematici che avevamo fatto, in due campi completamente separati erano identici !”

Duff ed i suoi colleghi ha subito realizzato che la descrizione matematica del pattern del entanglement tra 3 qubit(sono quantistic bit) somiglia alla descrizione matematica, nella Teoria delle Stringhe, di una particolare classe di buchi neri.

Cosi, combinando la loro conoscenza riguardo ai due dei più strani fenomeni nella fisica dell’Universo, cioè i buchi neri e l’entanglement quantistico, hanno realizzato che potevano usare la teoria delle stringhe per fare delle predizioni che fossero testabili. Usando la matematica dietro la Teoria delle Stringhe, che descrive i buchi neri, hanno predetto il pattern dell’entanglement tra qubit che avrebbe nel caso di un interazione tra 4 qubit. (La risposta a questo problema non era mai stato calcolato prima). Anche se è tecnicamente difficile da fare, il pattern dell’entanglement tra 4 qubit potrebbe essere misurato in laboratorio, mettendo alla prova la precisione di queste previsioni.

L’entanglement quantistico o correlazione quantistica è un fenomeno quantistico, privo di analogo classico, in cui ogni stato quantico di un insieme di due o più sistemi fisici dipende dagli stati di ciascuno dei sistemi che compongono l’insieme, anche se questi sistemi sono separati spazialmente. Il termine viene a volte reso in italiano con ‘non-separabilità’, in quanto uno stato entangled implica la presenza di correlazioni tra le quantità fisiche osservabili dei sistemi coinvolti.



Per esempio, è possibile realizzare un sistema costituito da due particelle il cui stato quantico sia tale che – qualunque sia il valore di una certa proprietà osservabile assunto da una delle due particelle – il corrispondente valore assunto dall’altra particella sarà opposto al primo, nonostante i postulati della meccanica quantistica, secondo i quali predire il risultato di queste misure è impossibile. Di conseguenza in presenza di entanglement la misura effettuata su un sistema sembra influenzare istantaneamente lo stato di un altro sistema: in realtà, è facile mostrare che la misurazione non c’entra niente; quanto detto ha significato solamente in relazione al risultato della misurazione, non all’atto del misurare.

L’entanglement quantistico è alla base di tecnologie emergenti come i computer quantistici e la crittografia quantistica, ed ha permesso esperimenti relativi al teletrasporto quantistico

La scoperta che la teoria delle stringhe sembra poter fare previsioni riguardo all’entanglement quantistico arriva completamente inaspettata, e dato che riusciamo a fare misurazioni riguardo all’entanglement quantistico, significa che finalmente gli scienziati potranno mettersi a testare varie predizioni legate alla Teoria delle Stringhe.

Ma, ha spiegato Duff, non c’è nessuna connessione ovvia che spieghi perché una teoria che viene pensata per spiegare i fondamenti del nostro universo, serve a predire il comportamento dei sistemi di entanglement quantistico. “Questa connessione potrebbe dirci qualcosa di molto profondo riguardo al mondo in cui viviamo, o potrebbe essere soltanto una coincidenza. ” ha concluso Duff… “Qualsiasi sarà la risposta, è comunque utile.”

http://www3.imperial.ac.uk/newsandevent ... 10-12-30-3

https://fileexchange.imperial.ac.uk/fil ... 4915v2.pdf

http://en.wikipedia.org/wiki/String_cosmology

http://en.wikipedia.org/wiki/Quantum_entanglement

http://en.wikipedia.org/wiki/String_theory

Fonte: http://link2universe.wordpress.com/2010 ... lla-prova/