Calcolato il limite superiore per la quantizzazione del tempo

Un gruppo di tre fisici teorici della Pennsylvania State University, Garrett Wendel, Luis Martinez e Martin Bojoward, ha calcolato il limite superiore per una possibile quantizzazione del tempo, valutandolo in 10^-33 secondi. Lo studio è stato recentemente pubblicato sulla rivista Physical Review Letters.

Secondo la teoria della relatività generale, il tempo è una quantità continua, che si muove con una velocità che dipende dall’accelerazione e dalle condizioni di gravità.

Ma, secondo la meccanica quantistica, il tempo, invece, scorre a un ritmo costante, come i fotogrammi di un film in riproduzione. In questo scenario, il tempo deve dunque essere universale.

Quindi, affinché queste due prospettive siano valide, è necessario fornire una spiegazione razionale di questa contraddizione. E infatti questo è uno dei problemi più impegnativi su cui si sono imbattuti per tanti anni i fisici teorici.

Alcuni teorici hanno ipotizzato che una possibile spiegazione di questa apparente discrepanza stia nel fatto che il tempo possa essere quantizzato come spazio-tempo, così come suggerito dalle teorie che descrivono la gravità quantistica. In un tale scenario, lo spazio-tempo non è descritto come un continuo, ma viene suddiviso in unità più piccole, che devono necessariamente corrispondere alla lunghezza di Planck (pari a circa 1,62×10^-35 metri) e ciò è veramente troppo piccolo per essere rilevabile.

La teoria, inoltre, richiede che tali pacchetti discreti di tempo debbano scomparire. Ciò significa che dovrebbe esistere un orologio universale che scorre con un’unità di tempo molto piccola. E sotto queste condizioni, questo tempo universale dovrebbe essere uguale in ogni punto dell’Universo oltre che interagire con la materia. E, infine, nasce la domanda su quanto velocemente debba scorrere questo orologio universale.

In questo nuovo studio, i fisici hanno sviluppato una teoria per descrivere il limite superiore di un tale incremento. Nel loro modello, ipotizzano che l’orologio universale sia un oscillatore quantistico, che oscilla regolarmente tra due stati.

Per calcolare il suo ritmo, si è pensato di accoppiare questo oscillatore con un oscillatore più lento, molto simile a un oscillatore atomico. Inoltre, nel loro modello è stato imposto che l’energia netta dei due oscillatori sia sempre la stessa. In queste condizioni, le due oscillazioni, con il passare del tempo, dovrebbero diventare asincrone.

Questa asincronia tra gli oscillatori è stata quindi utilizzata dai ricercatori per calcolare il limite superiore della frequenza di scansione dell’orologio universale. È stato inoltre ipotizzato che, nonostante la difficoltà di misurare una frequenza di scansione del tempo così piccola, dovrebbe essere possibile verificare la loro teoria tentando invece di misurare la asincronia delle due oscillazioni.

Fonte: PHYSICAL REVIEW LETTERS