Un gruppo di ricercatori ha fatto una scoperta importante nel campo della fisica quantistica: ha individuato delle leggi universali dell’entanglement quantistico che valgono in ogni dimensione dello spazio-tempo. Lo studio, pubblicato su Physical Review Letters il 5 agosto 2025, è stato selezionato come “Editors’ Suggestion” per la sua rilevanza scientifica.
L’entanglement è uno dei fenomeni più affascinanti della meccanica quantistica. Si tratta di quel legame “invisibile” tra particelle che, anche se separate da grandi distanze, continuano a influenzarsi a vicenda. Fino a oggi si pensava che le regole che lo governano potessero variare a seconda della dimensione del sistema. Invece, questa nuova scoperta mostra che esistono leggi che descrivono l’entanglement in modo coerente in qualunque numero di dimensioni.
Al centro dell’analisi c’è un concetto chiamato entropia di Rényi, una misura che serve a quantificare quanto è complesso un sistema quantistico. È utilizzata in tanti ambiti diversi, dalle teorie sull’informazione quantistica fino agli studi più teorici sulla gravità quantistica e sui buchi neri. I ricercatori hanno scoperto che il comportamento di questa entropia, anche in sistemi altamente complessi e multidimensionali, può essere descritto usando un numero limitato di parametri fondamentali. Tra questi c’è anche la cosiddetta energia di Casimir, una grandezza legata alle fluttuazioni del vuoto quantistico.
Ciò che rende questa scoperta particolarmente interessante è il metodo utilizzato. Il team ha adottato una prospettiva chiamata thermal effective theory, un approccio che fino ad ora era stato applicato quasi esclusivamente alla fisica delle particelle. Usandolo in contesto informazionale, gli autori sono riusciti a mettere in luce una struttura molto più semplice e universale dell’entanglement, rispetto a quanto si pensava in precedenza.
Lo studio è stato guidato da Yuya Kusuki dell’Università di Kyushu, con la collaborazione di ricercatori del Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe (Università di Tokyo) e del California Institute of Technology. I risultati ottenuti rappresentano, secondo gli autori stessi, solo un primo passo verso una comprensione più profonda e completa del comportamento dell’entanglement in sistemi quantistici ad alta complessità.
Ma quali potrebbero essere le conseguenze pratiche? Da un lato, la presenza di regolarità universali potrebbe aiutare a migliorare le simulazioni numeriche nei calcoli quantistici, rendendo più efficienti i software usati in laboratorio e nei computer quantistici. Dall’altro, si aprono prospettive per sviluppare nuove teorie che combinano entanglement e gravità quantistica, andando nella direzione di una descrizione unificata dell’universo a livello fondamentale.