Vi è mai capitato di immaginare che gli oggetti possano comportarsi in modo diverso non appena nessuno li guarda? È una fantasia apparentemente oziosa, ma che, da quando esiste la meccanica quantistica e sappiamo che i fenomeni fisici possono essere influenzati dalla presenza di un osservatore, ha assunto una maggiore consistenza. Se, come diceva Niels Bohr, non ha senso parlare della posizione di un atomo quando non la stiamo misurando, possiamo dedurne che la realtà esiste solo quando noi la osserviamo? Per verificarlo è stato creato il Big Bell Test, che il 30 novembre ha coinvolto non solo 12 laboratori di fisica in tutto il mondo, ma anche migliaia di persone che si sono prestate come generatori di numeri casuali, attraverso una serie di videogiochi presenti sul sito dell'iniziativa.
“L'idea base dell'esperimento è che se la Natura scoprisse cosa stiamo per chiederle, potrebbe ingannarci preparando una risposta ad hoc” spiega Morgan Mitchell, fisico all'ICFO - The Institute of Photonic Sciences di Barcellona che coordina il progetto. “In questo contesto, persone che compiono tante scelte indipendenti diventano una risorsa preziosa, l'unica via per poter porre domande imprevedibili - non importa quali segreti la Natura cerchi di nasconderci.”
L'esperimento prende il nome da John Bell, un fisico che nel 1964 dimostrò che la meccanica quantistica è incompatibile con il cosiddetto “realismo locale”, la posizione sostenuta da Einstein. Secondo il realismo locale, gli oggetti fisici hanno una loro realtà anche quando non vengono osservati, e possono essere influenzati solo da ciò che gli è immediatamente vicino. Per questo Einstein era contrario alla meccanica quantistica, che prevedeva che particelle molto lontane potessero influenzarsi tra loro attraverso quella che definiva con disprezzo “una spettrale azione a distanza”. E tuttavia l'entanglement, cioè il fenomeno per cui tra due particelle si crea un legame quantistico che fa sì che i cambiamenti di una si ripercuotano immediatamente sull'altra anche a grande distanza, è stato osservato con sempre maggiore facilità dagli scienziati.
Si definiscono “test di Bell” gli esperimenti tesi a verificare se i due membri di una coppia di particelle in entanglement possano veramente influenzarsi a distanza in modo istantaneo. Si tratta di test molto difficoltosi da realizzare, ma nel 2015 il Politecnico di Delft, l'IQOQI di Vienna (Austria), e il NIST di Boulder (USA) hanno realizzato un esperimento congiunto che, attraverso una serie di misure compiute in momenti casuali, dimostrava in modo inconfutabile che il realismo locale non esiste.
Il Big Bell Test si propone di riprodurre quell'esperimento su scala molto più grande, e usando un metodo diverso per decidere i momenti casuali in cui effettuare le misure. Mentre nell'esperimento originale il generatore di numeri casuali si basava su fenomeni spontanei di decadimento radioattivo, questa nuova versione ha utilizzato invece videogiocatori umani, cui è stato chiesto di partecipare a giochi in cui si vince proponendo sequenze di “0” e “1” le più imprevedibili possibile. Ciò contribuisce alla generazione di numeri casuali che, attraverso Internet, vengono sfruttati dai vari esperimenti dell'iniziativa.
Tra le 12 strutture coinvolte direttamente nel Progetto, il dipartimento di Fisica della Sapienza è l'unico partner italiano che partecipa con un esperimento nel Quantum Information Lab del Dipartimento di Fisica, diretto da Fabio Sciarrino, oltre a partecipare insieme a Cile, Spagna e Svezia a un altro esperimento presso l'Università di Concepcion in Cile.
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