Il celebre gatto di Schrödinger ha appena guadagnato un nuovo livello di stranezza. Un gruppo di fisici dell’Università di Oxford è riuscito a creare un tipo completamente inedito di stato quantistico, costruito a partire da componenti che sono già di per sé profondamente non classiche. E questo cambia parecchio le carte in tavola, sia per il futuro del calcolo quantistico sia per la comprensione delle regole bizzarre che governano il mondo subatomico.

Per chi non mastica fisica tutti i giorni, un breve riassunto. Il gatto di Schrödinger è un esperimento mentale: un gatto ipotetico che si trova contemporaneamente vivo e morto, finché qualcuno non lo osserva. Nella realtà, ovviamente, nessun gatto viene maltrattato, ma gli scienziati creano regolarmente sovrapposizioni quantistiche reali in laboratorio. Atomi, luce, persino il moto di particelle intrappolate possono esistere in più stati simultaneamente. È il principio su cui si basano tecnologie come i computer quantistici e gli orologi di precisione estrema.

Fino a oggi, gli stati “tipo gatto” più noti venivano costruiti combinando pacchetti d’onda coerenti, cioè gli equivalenti quantistici più vicini al moto classico. Il team di Oxford ha fatto qualcosa di diverso e decisamente più ambizioso.

Costruire stati quantistici da componenti già non classiche

La novità sta nel metodo. Invece di partire da stati coerenti, i ricercatori hanno sviluppato una tecnica che combina un’ampia gamma di componenti quantistiche già altamente non classiche. Parliamo di sovrapposizioni di stati compressi (squeezed states), dove l’incertezza quantistica si distribuisce in modo diverso su ciascuna parte dello stato. Roba che farebbe girare la testa anche a chi di meccanica quantistica ne sa parecchio.

L’esperimento ha sfruttato il moto di un singolo ione intrappolato. Questa piattaforma è particolarmente versatile perché combina due sistemi quantistici distinti: lo stato interno dello ione, che funziona come un qubit, e il suo moto, che si comporta come un oscillatore armonico quantistico capace di occupare molti livelli energetici diversi. Prima hanno generato interazioni che intrecciavano lo stato interno con diverse possibili configurazioni di moto, poi hanno eseguito una misurazione quantistica a metà circuito sullo stato interno. Il risultato? Il moto dello ione collassava nella sovrapposizione desiderata.

Come ha spiegato il primo autore dello studio, il dottor Sebastian Saner del Dipartimento di Fisica di Oxford, questo approccio ha fornito uno strumento per “scolpire” la sovrapposizione quantistica in quasi qualsiasi forma immaginabile.

Verso computer quantistici più robusti

La flessibilità del metodo è notevole. Regolando i parametri sperimentali, il team poteva modificare dimensione, orientamento e separazione delle componenti all’interno della sovrapposizione. Le misurazioni successive hanno rivelato pattern di interferenza e regioni di cosiddetta negatività di Wigner, segni inequivocabili che gli stati prodotti non erano banali miscele classiche ma autentiche sovrapposizioni quantistiche composte da stati motori genuinamente non classici.

E le applicazioni pratiche? La ricerca punta dritta verso tecnologie future basate su oscillatori quantistici, non solo su semplici qubit. Questi tipi di stati potrebbero essere più resistenti agli errori e supportare strategie di correzione più semplici ed efficaci. Un passo avanti concreto per il calcolo quantistico, insomma.

Ma c’è anche un aspetto più profondo. Questi esperimenti offrono una piattaforma nuova per indagare una delle domande più grandi della fisica: dove si trova esattamente il confine tra il mondo classico che sperimentiamo ogni giorno e la realtà quantistica che lo sostiene. Il gatto di Schrödinger, a quanto pare, non ha ancora finito di sorprenderci.

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La teoria del colore di Schrödinger, formulata negli anni Venti del secolo scorso, ha finalmente trovato il suo tassello mancante. Un gruppo di ricercatori del Los Alamos National Laboratory, guidato dalla scienziata Roxana Bujack, è riuscito a risolvere un problema matematico che restava aperto da cento anni, dimostrando che le qualità percepite nei colori non sono costruzioni culturali o apprese, ma proprietà intrinseche della geometria dello spazio cromatico. Una scoperta che potrebbe cambiare il modo in cui vengono sviluppate le tecnologie legate alla riproduzione del colore.

Per capire cosa rende così importante questo risultato, bisogna fare un passo indietro. La visione umana dei colori si basa su tre tipi di cellule coniche nella retina, sensibili al rosso, al blu e al verde. Questo rende lo spazio cromatico tridimensionale, e permette di organizzare e confrontare i colori in modo matematico. Già nell’Ottocento, il matematico Bernhard Riemann aveva intuito che gli spazi percettivi del colore non fossero piatti, ma curvi. Schrödinger partì da quella intuizione per costruire un modello che descrivesse tonalità, saturazione e luminosità all’interno di una geometria riemanniana. Il problema, però, è che quel modello conteneva una lacuna fondamentale.

Il problema dell’asse neutro e la svolta geometrica

Il nodo critico riguardava il cosiddetto asse neutro, ovvero la linea dei grigi che va dal nero al bianco. Le definizioni di Schrödinger dipendevano dalla posizione di un colore rispetto a questo asse, ma lui non aveva mai definito formalmente l’asse stesso. Sembra un dettaglio, eppure rendeva l’intera costruzione matematica incompleta. Il team di Los Alamos ha trovato il modo di definire l’asse neutro utilizzando esclusivamente la geometria della metrica del colore, senza appoggiarsi a strutture esterne.

Per riuscirci, i ricercatori hanno dovuto abbandonare il modello riemanniano tradizionale e spostarsi in uno spazio non riemanniano. Un salto concettuale notevole, che ha permesso anche di correggere altri problemi del vecchio framework. Fra questi, l’effetto Bezold e Brücke, quel fenomeno per cui cambiando l’intensità luminosa un colore sembra cambiare anche di tonalità. Invece di affidarsi a linee rette semplificate, il team ha utilizzato il percorso più breve nel loro modello geometrico, ottenendo risultati molto più fedeli alla percezione cromatica reale.

Perché questa scoperta conta davvero

I risultati sono stati presentati alla conferenza Eurographics on Visualization e si inseriscono in un progetto più ampio del Los Alamos sulla percezione del colore, che nel 2022 aveva già prodotto un articolo di grande impatto pubblicato sui Proceedings of the National Academy of Sciences. Un modello più preciso della percezione del colore ha ricadute concrete in molti ambiti: dalla fotografia al video, dalla visualizzazione scientifica alle tecnologie di riproduzione cromatica. Chi lavora con i dati visivi sa bene quanto sia importante che i colori rappresentino fedelmente le informazioni sottostanti. Un errore nella resa cromatica può portare a interpretazioni sbagliate, soprattutto in settori delicati come la sicurezza nazionale o la ricerca medica.

Quello che il team di Bujack ha costruito è, in sostanza, una base solida per la futura modellazione del colore in spazi non riemanniani. Dopo cento anni, la teoria del colore di Schrödinger non è più un edificio con le fondamenta scoperte. E questo, per chi studia come gli esseri umani vedono il mondo, fa tutta la differenza.

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Il tempo potrebbe essere ancora più strano di quanto Einstein avesse mai immaginato. Un gruppo di fisici sta esplorando una possibilità che suona quasi assurda: un singolo orologio potrebbe esistere in sovrapposizione quantistica, ticchettando sia più veloce che più lento contemporaneamente. È il cosiddetto orologio di Schrödinger, un’idea che richiama il celebre paradosso del gatto, vivo e morto allo stesso tempo, ma applicata al concetto stesso di tempo. E la cosa davvero notevole è che potremmo essere vicini a verificarlo in laboratorio.

Lo studio, pubblicato il 20 aprile 2026 sulla rivista Physical Review Letters, è stato guidato da Igor Pikovski dello Stevens Institute of Technology, insieme ai team sperimentali di Christian Sanner della Colorado State University e Dietrich Leibfried del NIST. La domanda di fondo è tanto semplice quanto vertiginosa: il tempo obbedisce alle regole della meccanica quantistica?

Quando la relatività incontra il mondo quantistico

La relatività di Einstein ha già dimostrato che il tempo non è fisso. Cambia a seconda della velocità e della gravità. Un orologio che viaggia a 10 m/s per 57 milioni di anni accumulerebbe circa un secondo di ritardo rispetto a uno fermo. Effetti del genere sono stati confermati sperimentalmente con dispositivi di precisione estrema, come gli orologi atomici a ioni di alluminio del NIST. È il famoso paradosso dei gemelli: uno viaggia ad alta velocità, torna indietro, ed è più giovane dell’altro.

Ma cosa succede quando si spinge questo ragionamento nel territorio quantistico? I ricercatori si sono chiesti se un singolo orologio possa sperimentare due flussi di tempo diversi nello stesso momento, esistendo in sovrapposizione quantistica. Secondo la teoria, dovrebbe essere possibile. Pikovski e i suoi collaboratori avevano proposto l’idea oltre dieci anni fa, ma all’epoca l’effetto era troppo sottile per essere osservato. Ora le cose potrebbero cambiare.

Orologi a ioni ultrafreddi e fluttuazioni quantistiche

Il team si è concentrato sugli orologi a ioni in fase di sviluppo al NIST e alla Colorado State University. Questi strumenti intrappolano singoli ioni, come alluminio o itterbio, li raffreddano a temperature prossime allo zero assoluto e ne controllano gli stati quantistici con i laser. L’analisi ha mostrato che combinando orologi di altissima precisione con tecniche di calcolo quantistico a ioni intrappolati, sarebbe possibile osservare proprietà quantistiche del tempo finora nascoste.

Gabriel Sorci, dottorando allo Stevens Institute e coautore dello studio, ha spiegato che questi orologi atomici sono ormai talmente sensibili da rilevare differenze temporali causate dalle sole vibrazioni termiche a temperature infinitesimali. Ma anche allo zero assoluto, il ritmo di ticchettio verrebbe influenzato dalle sole fluttuazioni quantistiche.

I ricercatori hanno poi esplorato una possibilità ancora più insolita: manipolare il vuoto stesso, creando i cosiddetti “stati compressi”, stati quantistici in cui posizione e velocità si comportano in modi non convenzionali. In queste condizioni, un singolo orologio potrebbe effettivamente ticchettare sia più veloce che più lento allo stesso tempo, diventando inoltre entangled con il proprio moto quantistico.

L’orologio di Schrödinger non è più solo un esperimento mentale. Sanner ha dichiarato che la tecnologia necessaria per generare lo squeezing richiesto e raggiungere la precisione necessaria negli orologi a ioni esiste già, o quasi. Per Pikovski, le implicazioni vanno ben oltre questo singolo esperimento. Il suo lavoro precedente ha mostrato che la tecnologia quantistica potrebbe perfino rilevare singoli gravitoni, le ipotetiche particelle portatrici della gravità. La fisica, a quanto pare, è ancora piena di misteri ai livelli più fondamentali. E finalmente ci sono gli strumenti per iniziare a illuminarli.

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La memoria quantistica non funziona come ce la immagineremmo. Un sistema può sembrare del tutto privo di ricordi da una prospettiva e, contemporaneamente, nascondere tracce del proprio passato se osservato da un’altra angolazione. Sembra un paradosso, eppure è esattamente quello che ha dimostrato un gruppo internazionale di ricercatori in uno studio appena pubblicato sulla rivista PRX Quantum. E la cosa più interessante è che questa scoperta potrebbe avere ricadute concrete sulle tecnologie quantistiche del futuro.

Nella fisica classica, il concetto di memoria è piuttosto intuitivo. Un sistema viene definito “senza memoria” quando il suo comportamento futuro dipende esclusivamente dallo stato attuale, senza influenze dal passato. Nella meccanica quantistica, però, le cose si complicano parecchio. Le informazioni possono essere immagazzinate e trasferite in modi che non hanno equivalenti nel mondo classico, e persino il semplice atto di misurare qualcosa cambia il modo in cui il sistema si evolve. Per questo, definire con precisione cosa significhi “memoria” in ambito quantistico è sempre stato un grattacapo non da poco.

Due modi di guardare lo stesso fenomeno

Il team di scienziati, che include ricercatori dell’Università di Turku in Finlandia, dell’Università di Milano e dell’Università Niccolò Copernico di Toruń in Polonia, ha affrontato il problema partendo da due prospettive storicamente consolidate. La prima, legata al lavoro di Erwin Schrödinger, segue l’evoluzione degli stati quantistici nel tempo. La seconda, sviluppata da Werner Heisenberg, si concentra invece sulle grandezze osservabili, cioè le proprietà misurabili nei vari esperimenti.

Entrambi gli approcci producono gli stessi risultati sperimentali. Fin qui, nulla di strano. Il punto è che, quando si tratta di descrivere la memoria, le due prospettive raccontano storie diverse. Federico Settimo, dottorando all’Università di Turku e primo autore dello studio, lo spiega in modo chiaro: la memoria non è un concetto unico, ma può manifestarsi in forme differenti a seconda di come viene descritta l’evoluzione del sistema.

Effetti nascosti e implicazioni per il futuro

Ed è qui che la faccenda diventa davvero affascinante. Alcuni effetti di memoria emergono solo analizzando l’evoluzione degli stati quantistici, mentre altri diventano visibili esclusivamente osservando le grandezze misurabili. Il risultato netto è che un sistema quantistico può apparire completamente privo di memoria da un punto di vista, e mostrare chiari segnali di memoria dall’altro. Nello stesso momento.

Questa scoperta ha implicazioni che vanno ben oltre la teoria. Come sottolinea il professor Jyrki Piilo, fisico teorico a Turku, comprendere come la memoria quantistica si manifesti è fondamentale per sviluppare strategie capaci di mitigare il rumore ambientale nei dispositivi quantistici reali, oppure addirittura sfruttarlo a proprio vantaggio. In pratica, sapere dove si nasconde la memoria potrebbe fare la differenza nella progettazione di computer quantistici e sensori di nuova generazione.

Lo studio, pubblicato il 14 aprile 2026, ridisegna un concetto che sembrava consolidato e dimostra ancora una volta quanto la fisica quantistica sia capace di ribaltare le nostre certezze. Anche quelle più basilari, come il significato stesso del ricordare.

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Più di un secolo prima che la meccanica quantistica facesse la sua comparsa, un matematico irlandese di nome William Rowan Hamilton ebbe un’intuizione destinata a cambiare il modo di comprendere la fisica. Mentre studiava i percorsi dei raggi di luce e il moto degli oggetti, Hamilton notò una somiglianza matematica sorprendente tra i due fenomeni. Da lì sviluppò un nuovo framework per la meccanica classica, elegante e potente. All’epoca sembrò poco più di un’analogia brillante, una di quelle trovate che fanno colpo nei circoli accademici ma che poi finiscono nei cassetti della storia. Eppure, decenni dopo, quando la scienza iniziò a svelare la natura ambigua della luce e della materia, quell’idea riprese vita con una forza che nessuno avrebbe potuto prevedere.

La cosa affascinante è proprio questa: Hamilton non stava cercando di fare una rivoluzione. Stava semplicemente facendo quello che fanno i matematici migliori, ovvero cercare strutture nascoste. La sua formulazione hamiltoniana della meccanica prendeva le equazioni del moto e le riscriveva in un linguaggio che metteva in primo piano l’energia, anziché le forze. Un cambio di prospettiva che sembrava puramente tecnico, quasi estetico. Ma quel linguaggio, quella struttura, si sarebbe rivelata perfettamente adatta a descrivere un mondo che ancora non era stato scoperto.

Quando un’analogia diventa profezia

Facciamo un salto in avanti. Siamo nei primi decenni del Novecento, e la fisica sta attraversando una crisi di identità. La luce si comporta come un’onda, ma anche come una particella. Gli elettroni, che tutti consideravano palline microscopiche, mostrano comportamenti ondulatori inspiegabili. In questo caos creativo, Erwin Schrödinger e altri fisici si ritrovano a cercare strumenti matematici capaci di descrivere questa nuova realtà. E dove li trovano? Esattamente nel lavoro di Hamilton.

La dualità onda particella, uno dei concetti più controintuitivi della fisica moderna, era in qualche modo già contenuta nell’analogia che Hamilton aveva tracciato tra ottica e meccanica. Quello che per lui era un parallelismo formale tra raggi luminosi e traiettorie di particelle diventò, nelle mani dei pionieri della meccanica quantistica, il punto di partenza per costruire una teoria completamente nuova. Schrödinger stesso ammise il debito intellettuale nei confronti del matematico irlandese.

Questo è uno di quei casi in cui la storia della scienza riserva sorprese che sembrano quasi narrative. Un’idea formulata nel XIX secolo, concepita in un contesto puramente classico, che si rivela essere la chiave per aprire una porta su un universo totalmente diverso. Hamilton non poteva sapere che la materia avesse proprietà ondulatorie. Non aveva alcun motivo empirico per sospettarlo. Eppure la matematica che aveva costruito parlava già quel linguaggio.

Perché questa storia conta ancora oggi

C’è una lezione importante in tutto questo, e non riguarda solo la fisica teorica. Riguarda il modo in cui le idee scientifiche maturano, a volte in modo imprevedibile. Hamilton stava risolvendo un problema del suo tempo con gli strumenti del suo tempo. Il fatto che quei risultati si siano rivelati profetici non era pianificato. È il segno che certe strutture matematiche hanno una profondità che va oltre l’intenzione di chi le crea.

Oggi la meccanica quantistica è alla base di tecnologie che usiamo ogni giorno, dai semiconduttori nei telefoni ai laser, passando per la risonanza magnetica negli ospedali. Ma le sue radici affondano in un terreno molto più antico di quanto si pensi normalmente. E la storia di Hamilton è lì a ricordarlo: a volte il futuro della scienza è già scritto, solo che nessuno ha ancora imparato a leggerlo. Quella che sembrava una semplice curiosità matematica si è trasformata nel fondamento di una delle rivoluzioni intellettuali più profonde che l’umanità abbia mai vissuto. E tutto partì da un’analogia che, in fondo, era molto più di un’analogia.

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