Gravità Classica Può Indurre Entanglement Quantistico, Rimodellando Test sulla Gravità

Due fisici del Royal Holloway, Università di Londra, hanno stabilito un risultato teorico che dimostra come i campi gravitazionali descritti dalla fisica classica possano indurre l'entanglement quantistico tra la materia, senza la necessità di postulare una teoria della gravità quantistica. La ricerca, guidata dal Dottor Richard Howl e dallo studente laureato Joseph Aziz, è stata pubblicata sulla rivista Nature il 22 ottobre 2025, nel volume 646, pagine 813-817.

Questo sviluppo intellettuale mette in discussione la convinzione consolidata secondo cui l'osservazione di un entanglement mediato gravitazionalmente implichi in modo inequivocabile che la gravità stessa debba essere intrinsecamente quantizzata. L'assunto tradizionale, basato su teoremi che consideravano l'interazione gravitazionale classica come un processo locale capace di trasmettere solo informazioni classiche, è ora oggetto di revisione estesa. Lo studio trae ispirazione da un esperimento mentale proposto da Richard Feynman nel 1957, il quale ipotizzava che l'interazione gravitazionale tra un oggetto in sovrapposizione quantistica e un altro oggetto avrebbe fornito una prova diretta della natura quantistica della gravità.

Aziz e Howl hanno esteso la descrizione della materia all'interno del quadro completo della teoria quantistica dei campi, scoprendo che processi fisici locali, anche con un campo gravitazionale classico, possono generare correlazioni quantistiche. Il Dottor Howl ha sottolineato che, sebbene si ritenesse necessaria la gravità quantistica per l'entanglement indotto dalla gravità, la loro argomentazione suggerisce che i campi gravitazionali classici possono essere sufficienti per innescare questo effetto tra masse distinte. La teoria introduce il concetto di "quasi-entanglement", una forma attenuata di correlazione quantistica che non richiede esplicitamente la quantizzazione della gravità.

Questo approccio non invalida la ricerca di una teoria della gravità quantistica, ma ne amplia il contesto interpretativo, suggerendo che un effetto osservato debole potrebbe essere attribuito alla gravità classica, mentre un effetto marcato indicherebbe la presenza di effetti quantistici gravitazionali. L'impatto di questa scoperta è significativo nel dibattito sulla ricerca di una teoria che unisca la meccanica quantistica e la Relatività Generale di Einstein. La teoria di Aziz e Howl suggerisce che l'entanglement gravitazionale, precedentemente visto come un test definitivo per la gravità quantistica, potrebbe essere generato anche da interazioni che coinvolgono particelle virtuali all'interno di un campo gravitazionale classico.

La verifica sperimentale di queste previsioni rimane complessa, principalmente a causa della sensibilità dei sistemi quantistici alla decoerenza ambientale. Ciononostante, il Dottor Howl ha espresso ottimismo sulla possibilità che esperimenti, potenzialmente realizzabili con sistemi moderni come diamanti levitanti o atomi freddi, possano fornire risposte sulla natura della gravità. Le proposte sperimentali recenti, come quelle avanzate da gruppi guidati da Sougato Bose e Chiara Marletto e Vlatko Vedral, che prevedono di porre masse in sovrapposizione per osservare l'entanglement, sono ora viste in una luce nuova, poiché l'entanglement da solo potrebbe non essere la prova inconfutabile precedentemente attesa, con alcune stime che suggeriscono una possibile risposta entro i prossimi vent'anni.