Un team di scienziati dimostra che alcune particelle di luce escono da una nuvola di atomi prima ancora che l’atomo si sia “accorto” di averle assorbite. Ecco come la fisica quantistica sfida il concetto di tempo.

(Ti Lancio dal Canada) Toronto 28 maggio 2026 – Il tempo scorre solo in avanti, un secondo dopo l’altro. Questo è ciò che ci dice l’esperienza quotidiana e la fisica classica. Ma se scendiamo nel bizzarro regno della fisica quantistica, le regole cambiano in modo sconvolgente. Un team internazionale di fisici, guidato dal professor Aephraim Steinberg dell’Università di Toronto, è riuscito a compiere un’impresa che sembra uscita da una sceneggiatura di Interstellar: misurare il “tempo negativo” speso dalle particelle di luce (i fotoni) mentre attraversano una nuvola di atomi super-freddi.

Il risultato dell’esperimento è sbalorditivo: in determinate condizioni, i fotoni sembrano uscire dal mezzo prima ancora di aver completato l’interazione con gli atomi, registrando un tempo di permanenza inferiore allo zero.

Per capire come sia possibile, bisogna guardare a cosa succede quando la luce attraversa la materia. Normalmente, quando un fotone attraversa una nuvola di atomi (in questo caso atomi di Rubidio raffreddati quasi allo zero assoluto, a circa 60 microkelvin), succede questo: l’atomo assorbe il fotone. L’atomo entra in uno stato “eccitato” (immagazzina l’energia del fotone). Dopo una frazione di secondo, l’atomo riemette il fotone e torna al suo stato fondamentale.

Questo processo crea un piccolo ritardo. Tuttavia, la teoria quantistica ipotizzava da tempo che, per i fotoni che riescono a passare dritti senza essere deviati (i fotoni trasmessi), questo “tempo di eccitazione” potesse diventare negativo. Fino ad ora, però, misurarlo era considerato impossibile perché il solo atto di osservare l’atomo avrebbe distrutto il delicato equilibrio quantistico.

Il team di Steinberg ha superato questo ostacolo utilizzando una tecnica chiamata “misurazione debole”. Invece di monitorare i fotoni in modo aggressivo, i ricercatori hanno usato un secondo raggio laser molto leggero per osservare l’effetto che il passaggio dei fotoni produceva sugli atomi della nuvola.

Dopo aver ripetuto e registrato l’esperimento per oltre un milione di volte per eliminare il rumore di fondo, i dati aggregati hanno rivelato la verità: il tempo medio che i fotoni trasmessi hanno trascorso come “eccitazione atomica” era espresso da un valore negativo. Gli atomi, in pratica, hanno confermato che la luce era già passata prima che il tempo iniziasse a scorrere in avanti.

La risposta breve è no. Non abbiamo inventato la DeLorean di Ritorno al Futuro e la causalità macroscopica (il fatto che la causa debba precedere l’effetto) non è violata.

Gli scienziati spiegano che questo fenomeno è il risultato del principio di indeterminazione di Heisenberg e della natura ondulatoria della luce. Il pacchetto d’onda del fotone viene “riscaldato” e rimodellato dall’interazione con gli atomi: la cresta dell’onda luminosa viene spinta in avanti così velocemente da uscire dalla nuvola di atomi prima che il “picco” dell’onda originale vi sia entrato. Non è il fotone in sé a viaggiare nel passato, ma è il sistema quantistico che produce un effetto visibile prima del previsto.

Anche se non possiamo mandare messaggi nel passato, questa scoperta ha implicazioni gigantesche per il futuro della tecnologia. Dimostrare che il tempo negativo ha una realtà fisica e misurabile aiuta gli scienziati a comprendere meglio il comportamento della luce nei mezzi dispersivi.

Queste informazioni saranno cruciali per lo sviluppo dei computer quantistici di prossima generazione e per l’ottimizzazione del quantum data loading (il trasferimento super-veloce di dati in sistemi quantistici). Il tempo quantistico sarà anche strano e paradossale, ma è proprio grazie a queste stranezze che stiamo costruendo la tecnologia del domani.