Secondo la teoria della relatività di Einstein, la gravità può far rallentare il tempo. Oggi un gruppo di scienziati ha dimostrato che esiste un modo di fermarlo del tutto; o almeno di deviare la luce in modo di dare l’apparenza di un “salto” temporale.
È un ulteriore sviluppo delle ricerche in corso, che hanno già provato la possibilità di deviare la luce visibile in modo da creare un “mantello dell’invisibilità” che dia l’impressione che un oggetto sparisca. Se la luce viene deviata in modo da aggirare un oggetto invece di colpirlo e venirne dunque riflessa, l’oggetto diventerà praticamente invisibile agli osservatori.
Gli scienziati della Cornell University hanno utilizzato un’idea simile per creare un “buco” temporale, anche se brevissimo: 40 trilionesimi (vale a dire 40 mila miliardesimi) di secondo. “Immaginiamo di poter deviare la luce nel tempo, cioè rallentarla o accelerarla: in questo modo si creerà un intervallo temporale nel fascio di luce“, spiega Alex Gaeta, fisico a Cornell e coautore dello studio. “Un evento che si verificasse in quell’istante non darebbe luogo a diffusione ottica. Sarebbe come se non fosse mai avvenuto”. Gaeta fa l’esempio della sala di un museo attraversata da raggi laser per proteggere le opere d’arte che vi sono conservate. “C’è un rilevatore che ha il compito di segnalare quando uno dei raggi viene interrotto, quando insomma non riceve luce. Se qualcuno passa attraverso il raggio, scatta l’allarme”.
Ma,” prosegue lo scienziato, “si può immaginare un meccanismo che rallenti una parte del raggio e ne acceleri un’altra frazione, in modo che in un istante nel tempo il raggio laser non ci sarebbe affatto. In quell’istante si potrebbe passare: subito dopo il meccanismo farebbe il contrario (rallenterebbe la porzione del raggio che era stata accelerata e velocizzerebbe quella che era stata rallentata), in modo da “ricucire” il fascio di luce. Così il rilevatore non si accorgerebbe di nulla“.
Come fermare il tempoPer realizzare l’esperimento, descritto nel numero di Naturedi questa settimana, Gaeta e i suoi colleghi hanno puntato verso un rilevatore un raggio laser, facendolo passare attraverso un dispositivo battezzato “lente temporale”. Come una lente ottica, che devia un raggio di luce nello spazio, la lente temporale è in grado di alterare la distribuzione della luce nel tempo”.
È un modo di controllare le proprietà di un raggio luminoso nell’ambito temporale, di modellarlo, distorcerlo e alterarlo in altri modi divertenti“, spiega Gaeta.
Il metodo messo a punto da Moti Fridman, coautore dello studio e collega di Gaeta alla School of Applied and Engineering Physics della Cornell University prevede di far passare il raggio laser all’interno di una fibra ottica e interromperlo con un impulso laser. “In questo modo frequenza e lunghezza d’onda della luce sono cambiate, il raggio ha cominciato a muoversi a velocità diverse e ciò ha creato un varco temporale”, spiega lo studioso.
Dal lato opposto del varco temporale un altro impulso ha invertito il processo, in modo che il raggio tornasse ad avere le proprietà iniziali. Nel corso dell’esperimento, un evento accaduto all’interno del varco temporale di 40 trilionesimi di secondo non è stato percepito dal rilevatore.
Zhimin Shi, dell’Istituto di Ottica dell’Università di Rochester, sottolinea che la possibilità teorica di un esperimento del genere era già stata discussa da altri scienziati. “Ma questo è il primo esperimento in cui è stato effettivamente realizzato un varco temporale che ha nascosto un evento nello spazio-tempo”, dice.

Prossimo passo: le tre dimensioni
La ricerca è naturalmente nelle sue fasi iniziali, ma la manipolazione del tempo potrebbe avere parecchie applicazioni pratiche. “Mi sembra che non si sia ancora riflettuto abbastanza su questo aspetto“, sostiene Shi. “Certo la prima cosa che viene in mente è di usare un meccanismo del genere per nascondere un oggetto o un evento, come con il mantello di Harry Potter“.
Ma le lenti temporali potrebbero servire anche a inserire informazioni all’interno di un flusso continuo di dati rendendo invisibile la manipolazione. Anche senza immaginare intenti maligni, la tecnica potrebbe essere impiegata in futuri chip ottici – ancora da mettere a punto – per velocizzare il trattamento e il flusso di dati in Internet.
Il primo passo, ad ogni modo, è allungare il divario temporale, precisa Shi. Bisogna inoltre lavorare per rendere l’effetto applicabile anche a oggetti tridimensionali, colpiti dalla luce su tutti i lati, anziché limitarlo a un fascio bidimensionale come è avvenuto nell’esperimento in corso.
Comunque sia, conclude lo studioso, l’esperimento ha già fornito vantaggi reali: “Ci fornisce di certo una maggiore comprensione del tempo e dello spazio in cui viviamo”.
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