La luce, durante i suoi viaggi nello Spazio, conserva la sua doppia natura riuscendo a essere, allo stesso tempo, sia un’onda sia una particella, il fotone. La scoperta, che conferma uno degli assunti fondamentali della meccanica quantistica, è frutto di uno studio italiano nato dalla collaborazione tra l’Università di Padova e il centro di Geodesia Spaziale dell’Agenzia spaziale italiana a Matera. La fisica quantistica descrive radiazioni e materia sia come fenomeno ondulatorio sia come particelle, al contrario della meccanica classica, dove per esempio la luce è solo un’onda e gli elettroni sono solo particelle. In particolare, negli esperimenti la luce si manifesta come onda o come particella a seconda di come interagisce con l’apparato sperimentale o a seconda del tipo di apparato usato per rivelarla. Alla fine degli anni ’70, il fisico americano John Wheeler introdusse l’idea dell’esperimento “a scelta ritardata” cioé la cui configurazione viene scelta solo dopo che la particella ha iniziato ad interagire con gli strumenti. Oggi, le moderne comunicazioni quantistiche tra alcuni satelliti in orbita intorno alla Terra hanno permesso di realizzare l’esperimento a scelta ritardata di Wheeler per la prima volta nello Spazio, coprendo la distanza record di 3.500 km.
Si è notato che la particella si comporta come un’onda prima di essere rivelata, dopodiché assume le caratteristiche corpuscolari e lo fa anche su lunghe distanze. Il risultato, pubblicato sulla rivista Science Advances, stimolerà ulteriormente le applicazioni delle comunicazioni quantistiche nello Spazio. I ricercatori italiani hanno realizzato l’esperimento di Wheeler lungo un canale spaziale di 3.500 km, dimostrando la validità della descrizione quantistica in un contesto ancora inesplorato, lo Spazio, e in cui anche la gravità potrebbe giocare un ruolo importante. Per farlo hanno utilizzato l’interferometro, unico al mondo, che si estende nello Spazio dalla stazione di Matera fino a comprendere satelliti in orbita terrestre, dotati di prismi retro-riflettori. Lo sviluppo di questo nuovo campo di ricerca è appena cominciato ma ha già portato altri Paesi come Cina, Giappone, Germania, Canada, Singapore ed Austria ad investire fortemente in queste tecnologie, come si è visto con le dimostrazioni in orbita da parte di Micius, il satellite dedicato alle comunicazioni quantistiche satellitari, lanciato dall’Accademia delle Scienze cinese nel 2016.
