Oltre lo Spazio-Tempo: Roma Tor Vergata in un consorzio internazionale per la ricerca di frontiera nella Fisica
L'università di Roma Tor Vergata entra nel consorzio internazionale WithOut SpaceTime (WOST), progetto che ha preso il via il 1° dicembre scorso e che durerà fino ad agosto 2028.
Il consorzio è composto da 17 istituzioni di ricerca provenienti da tutto il mondo e mira a esplorare questioni fondamentali all'intersezione tra informazione quantistica, spaziotempo e gravità, con l'obiettivo a lungo termine di rimodellare la nostra comprensione dello spaziotempo come concetto emergente o operativo. WOST ha ricevuto finanziamenti per 4,7 milioni di euro dalla John Templeton Foundation (JTF) ed è gestito dal Center for SpaceTime and the Quantum (CSTQ).
A Tor Vergata, la ricerca WOST è guidata da Flaminia Giacomini, ricercatrice presso il dipartimento di Fisica. Il gruppo di Giacomini studia questioni concettuali legate a come la relatività generale, teoria che descrive le leggi della gravità da noi sperimentate quotidianamente, si integri con la meccanica quantistica, teoria che descrive la fisica atomica e subatomica. Queste due teorie sono i pilastri della fisica moderna e sono state confermate sperimentalmente innumerevoli volte nell'ultimo secolo.
“Tuttavia - sottolinea Flaminia Giacomini - i loro principi primi sono fortemente incompatibili tra loro e non esiste una teoria che le unifichi. Partendo dai concetti fondamentali alla base di entrambe, possiamo tuttavia figurarci alcune caratteristiche della teoria unificante”. “Ad esempio, mentre la relatività generale fornisce un quadro regolare dello spazio e del tempo, misurati con metri e orologi come li conosciamo nella nostra esperienza quotidiana, ci si aspetta dalla fisica quantistica che questi concetti debbano obbedire a leggi quantistiche”. “In una teoria unificante della gravità e della fisica quantistica - spiega Giacomini - gli orologi e i metri diventano per forza di cose oggetti quantistici e possono quindi essere soggetti al principio di sovrapposizione. Cosa succede se un orologio segna il tempo in sovrapposizione quantistica? E come “vede il mondo” una particella quantistica?”
Per esplorare queste domande, il gruppo utilizza idee provenienti dalla teoria dell'informazione quantistica per ripensare concetti come quello di osservatore, sistema di riferimento e tempo quando questi vengono trattati come sistemi quantistici.
Il gruppo lavora inoltre per comprendere quali esperimenti di altissima precisione potrebbero, nei prossimi decenni, verificare se la gravità possiede proprietà quantistiche. Questa ricerca mira a chiarire come la nostra comprensione di spazio, tempo e gravità possa cambiare al livello più fondamentale.
Qualche informazione sul consorzio WithOut SpaceTime (WOST). Il consorzio WithOut SpaceTime (WOST) si basa sul successo dell'iniziativa Quantum Information Structure of Spacetime (QISS) e riunisce una rete globale di ricercatori che lavorano alla frontiera di argomenti come i fondamenti della meccanica quantistica, informazione quantistica e gravità quantistica. Combinando approcci concettuali, matematici e informazionali, WOST indaga come le nozioni familiari di spaziotempo possano emergere da strutture più profonde, non spaziotemporali.
Il consorzio è guidato da Francesca Vidotto e Flaminia Giacomini, la cui leadership scientifica è supportata da un comitato consultivo senior internazionale. WOST è organizzato in gruppi di ricerca interconnessi, ciascuno coordinato da esperti di primo piano nel settore, garantendo una forte collaborazione tra istituzioni e discipline.
La portata e la vitalità della comunità WOST si sono rese evidenti alla comunità scientifica nella conferenza QISS del maggio 2025 , che ha riunito un ampio gruppo di ricercatori da tutto il mondo e ha dimostrato il crescente slancio degli approcci informazionali alla fisica dello spaziotempo.
Ecco le università del Gruppo WOST: Istituto per la Struttura della Materia e Università Complutense di Madrid; Istituto per l'Ottica Quantistica e l'Informazione Quantistica (IQOQI) Vienna; Università di Roma Tor Vergata; Centre de Physique Théorique, Marseille University; ETH Zürich; Florida Atlantic University; Lichtenberg Group for History and Philosophy of Physics, Universität Bonn; Louisiana State University; Okinawa Institute of Science and Technology (OIST), Japan; Pennsylvania State University; Perimeter Institute for Theoretical Physics; Quantinuum & University of Oxford; Royal Holloway University of London; University College London; University of Melbourne; Université Libre de Bruxelles; Université Paris-Saclay.
(Nella foto, il gruppo di ricerca di Roma Tor Vergata. Da sinistra Davide Mattei, Emanuele Panella, Flaminia Giacomini, Vittorio D'Esposito e Giorgio Lo Giudice)
a cura dell'Ufficio Stampa di Ateneo