SCOPERTE E DISCUSSIONI SUL TELETRASPORTO
Quando la scienza prende spunto dalla fantascienza: storia e prospettive della ricerca sulla tecnologia di Star Trek
L'idea del teletrasporto è legata ai film e serie tv di fantascienza: nel
2003 in molti giornali e riviste furono pubblicati articoli riguardanti il
trasferimento di oggetti e i titoli furono inevitalmente associati alla mitica
serie "Star Trek".
Ma che cosa si intende esattamente per teletrasporto? Scomporre un oggetto
(finora si parla solo di particelle elementari ) in un punto e ricomporlo
in un altro punto, magari su un'altra galassia. Ciò che viene trasferito,
in realtà, non è la materia che compone l'oggetto, bensì
la sua "informazione", ossia tutte le proprietà delle particelle
che lo compongono. Ma non si tratta nemmeno di fare un semplice "fax":"Un
fax produce una copia che è facile distinguere dall'originale - spiega
Anton Zeilinger, docente presso l'Università di Vienna - mentre un
oggetto teletrasportato è indistinguibile; inoltre, nel teletrasporto,
l'originale viene necessariamente distrutto".
Due esperimenti, effettuati nel 1997 di Francesco De Martini dell'Università
La Sapienza di Roma, hanno dimostrato il teletrasporto di fotoni, ossia delle
particelle elementari che costituiscono la luce. Nel 2002 è stato dimostrato
teoricamente come trasferire gli atomi di berillio, cioè i veri mattoni
della materia. Ad Aprile 2007, compariva un articolo dedicato al teletrasporto.
Il sottotitolo dell’articolo riportava la seguente frase: "Gli scienziati
ci sono riusciti con (due) particelle. Ora stanno lavorando per verificare
se e quando sarà possibile tentare il Teletrasporto con elementi più
complessi". Ebbene, a neanche cinque mesi di distanza dalla pubblicazione
del sopracitato articolo, il mondo scientifico è scosso dalla notizia
data dalla prestigiosa rivista "Nature" che un gruppo di studiosi
dell’Università danese di Aarhus, diretti dal Prof. Eugene Polzik,
è riuscito ad ottenere uno stato entangled ("intrecciato")
di un trilione di atomi; primo passo, questo, per ottenere il Teletrasporto
di enti macroscopici.
Gli stati entangled sono un particolare fenomeno quantistico (la Fisica Quantistica è una disciplina scientifica che studia le dinamiche della struttura fine della materia: atomi, particelle, ecc.) che si riscontra quando due o più particelle manifestano proprietà fisiche sovrapposte, intrecciate.
Il teletrasporto di oggetti concreti è però solo fantascienza.
Già un granello di sabbia, per esempio, è composto da circa
un miliardo di miliardi di atomi, che contengono abbastanza informazioni (un
miliardo di miliardi di gigabit) da intasare per tre miliardi di anni perfino
le modernissime fibre ottiche, che trasmettono fino a dieci miliardi di bit
al secondo. Oltretutto, non è detto che teletrasportare un granello
sia equivalente a trasferire tutti i suoi atomi.
Rimane un dubbio: se pure fosse tecnicamente possibile trasferire tutti i
suoi atomi, è possibile, in linea di principio, teletrasportare una
persona? In altre parole, sarebbe possibile, oltre al corpo, trasferire la
vita e la coscienza? "Impossibile dirlo - nota Zeilinger - ma affinché
una persona rimanga la stessa, non è affatto necessario che tutta la
sua informazione microscopica rimanga inalterata: noi tutti cambiamo in continuazione:
cresciamo, invecchiamo, mangiamo viviamo esperienze che modificano i nostri
stati d'animo... ma non per questo perdiamo la nostra identità".
Oggi, però, gli sforzi degli scienziati si focalizzano soprattutto
nel campo dell'informatica. I computer, infatti, utilizzano segnali elettrici
per generare sequenze di bit con le quali effettuano operazioni matematiche.
I bit possono assumere il valore di uno o zero e sono generati da piccoli
interruttori elettrici che possono essere accesi (uno) o spenti (zero). Se
gli interruttori diventano così piccoli da funzionare secondo le leggi
quantistiche, allora possono trovarsi in uno stato detto "qubit"
(cioè bit quantistico): possono cioè assumere contemporaneamente
i valori uno e zero, quindi effettuare operazioni molto più complesse.
Ma lo stato indeterminato dei qubit è molto delicato, e la tecnica
del teletrasporto è importante per elaborare e trasferire questo tipo
di informazioni.
"I computer quantistici - dice -
avranno, per esempio la capacità di calcolare in tempi enormemente
più rapidi di quelli attuali, i fattori primi di numeri a centinaia
di cifre. Non è solo matematica ma anche sicurezza, i segreti militari
sono protetti proprio attraverso la trasformazione in codici in numeri lunghissimi.
Più numeri abbiamo, più al sicuro possiamo tenere i nostri dati".
I computer quantistici esistono già: un prototipo molto semplice (costituito da poche molecole) è stato già costruito nei laboratori IBM da Isaac Chuang. Lo stesso ricercatore, insieme con Daniel Gottesman della Microsoft, ha inoltre dimostrato (per ora solo teoricamente) che è possibile progettare computer quantistici molto più complessi: tra qualche decennio, questo teletrasporto di informazioni potrebbe entrare perfino nella nostra vita quotidiana.
In conclusione:
- quello che si trasferisce nei laboratori sono semplicemente le proprietà delle due particelle; gli scienziati in realtà trasferiscono le caratteristiche di un fotone, come fase e ampiezza, su un altro, posto a distanza (per questo per ragioni divulgative si potrebbe anche parlare di clonazione). Le particelle cioè restano distinte anche se strettamente legate da una relazione fisica. Quello che accade all'uno cioè accade anche all'altra. Il teletrasporto di materia di oggetti o addirittura di corpi viventi resta quindi confinato alla fantasia di scrittori, registi e appassionati di fantascienza.
- I problemi anche in quest'ottica abbondano ugualmente: fra essi spicca la trasmissione delle proprietà poiché la minima dispersione compromette la riuscita dell'esperimento e la distanza diventa spesso un ostacolo insormontabile. È per questo che per spostare le caratteristiche delle particelle di luce il gruppo di studio elvetico ha utilizzato - con particolari accorgimenti - la fibra ottica.