Il teletrasporto: da Star Trek alla meccanica quantistica

Contrariamente a quello che si può credere, a livello subatomico questo fenomeno avviene continuamente grazie al cosiddetto tunnel quantistico.

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Il primo esempio di questo singolare trasferimento di materia lo troviamo nel racconto L’uomo senza corpo” scritto nel 1877 dall’americano Edward Page Mitchell. Il corpo di un essere umano vivente viene scomposto in atomi e trasmesso in forma di corrente elettrica attraverso un cavo per riassemblarsi a distanza di molti chilometri in una stazione ricevente. Notevole, se pensiamo che in quell’epoca la stessa esistenza degli atomi non era così universalmente accettata e che non si aveva conoscenza degli elettroni.

Quasi cinquanta anni dopo, nel 1929 sir Arthur Conan Doyle, il creatore del celebre Sherlock Holmes, scrive un  racconto La macchina disintegratrice” che rispolvera questo strabiliante fenomeno. E’ soltanto nel 1931 però che Charles Fort, scrittore di fantascienza e cultore di eventi del paranormale, conierà il termine teletrasporto”.

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Senza ombra di dubbio questa avveniristica tecnologia deve però la sua consacrazione definitiva alla saga televisiva di Star Trek. Iconiche sono le frasi associate all’utilizzo di questa modalità di viaggio che consente ai personaggi della nave stellare Enterprise di spostarsi senza l’ausilio di mezzi di locomozione: Mi faccia risalire, signor Scott” oppure “Energia!”.

E pensare che Gene Roddenberry, il creatore della fortunata serie tv, aveva concepito l’utilizzo del teletrasporto esclusivamente come un mezzo per risparmiare qualche dollaro nella produzione delle singole puntate. Era infatti molto più costoso filmare l’approdo di una navicella spaziale su un misterioso pianeta alieno piuttosto che simulare con effetti speciali molto semplici la smaterializzazione del capitano Kirk e la sua istantanea comparsa sul mondo di turno. Ma cosa c’è di realistico nello spostare della materia da un punto all’altro dello spazio?

Contrariamente a quello che si può credere, a livello subatomico questo fenomeno avviene continuamente grazie al cosiddetto tunnel quantistico. Ancora più intrigante è la caratteristica della meccanica quantistica nota come entanglement che prevede appunto l’esistenza di una correlazione tra due particelle anche molto distanti tra loro. Nel momento che compiamo qualunque tentativo di misurazione o di disturbo di una, istantaneamente, anche l’altra viene interessata. Nella meccanica quantistica questo si spiegherebbe perché le due particelle correlate attraverso l’entanglement farebbero parte di un unico sistema anziché comportarsi come entità indipendenti.

Nel 1993 Charles Bennet ed il suo gruppo di ricerca ha realizzato il primo teletrasporto quantistico di un’informazione.
Fino ad allora si riteneva impossibile questo risultato a causa del  principio di indeterminazione che regola un sistema quantistico. Questa legge fondamentale della meccanica quantistica è stata pero’ aggirata grazie al principio di correlazione. Questa l’idea fondamentale che ha guidato Bennett, poniamo di dover teletrasportare la particella x dal punto A al punto B. Il nostro dispositivo per il teletrasporto contiene altre due particelle y e z in correlazione quantistica tra loro.

Spediamo una particella nel punto A ed una nel punto B. Adesso nella nostra base di partenza, il punto A abbiamo la particella che dobbiamo teletrasportare x e la particella y, mentre nel punto di arrivo abbiamo la particella z.

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Misuriamo le particelle x ed y per ottenere alcune informazioni su x, per il principio di indeterminazione non riusciremo ad ottenere tutte le informazioni necessarie ed il resto saranno irrimediabilmente perdute. La misurazione ha pero’ fatto collassare la correlazione tra y e z, arricchendo nel punto d’arrivo B, la particella z delle informazioni perdute attraverso l’atto stesso della misurazione.

Possiamo adesso codificare queste informazioni e ricostruire nel punto B la particella x. L’insieme di questo processo avviene nel rispetto del principio di località ovvero le informazioni viaggiano al di sotto della velocità della luce, ma il risultato è quello di un vero e proprio teletrasporto.

Quello che però avviene per un atomo o un singolo fotone è impossibile effettuarlo per un essere umano composto da migliaia di miliardi di atomi. Il fenomeno della decoerenza quantistica, ovvero il collasso della funzione d’onda, rende impossibile, almeno per l’attuale livello tecnologico e di conoscenze, replicare quello che avviene con estrema disinvoltura nelle puntate di Star Trek.

Da notare che quando si trasferisce una particella si va ben oltre una replicazione dell’originale, a livello quantistico, si trasferisce tutto il contenuto delle informazioni di una singola particella il che equivale a trasferire l’intera particella. E’ inutile sottolineare che siamo ancora anni luce distanti dal padroneggiare una tecnica che possa permettere il teletrasporto di un cane o di un essere umano.

Per il momento dovremo continuare a confinare questo straordinario modo di spostarsi nello spazio alla letteratura ed al cinema di fantascienza.

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