Innovazione nella fisica quantistica
L’Università di Buffalo ha sviluppato un metodo che consente di affrontare problemi quantistici complessi, precedentemente risolvibili solo da supercomputer di grande potenza, utilizzando un laptop: un significativo passo avanti nella fisica che promette di diventare uno strumento di esplorazione della dinamica quantistica particolarmente semplice.
Il metodo è stato chiamato approssimazione di Wigner troncata (TWA), è stato sviluppato dal dottor Marino e offre una formulazione molto più semplice delle equazioni dinamiche.
Questo metodo ha il potenziale di affrontare problemi quantistici, attualmente risolvibili solo da supercomputer, anche con normali computer personali, rendendo la ricerca semplice e meno costosa.
Una delle grandi differenze della dinamica quantistica riguarda le particelle subatomiche che, nell’approccio fisico classico possono interagire tra loro in modi definiti e discreti mentre nella visione quantistica possono farlo in ogni istante in oltre un trilione di modi.
Fino ad oggi lo studio di questo incredibile numero di interazioni richiede l’uso di un supercomputer e di sofisticati algoritmi di intelligenza artificiale ma il sistema chiamato TWA offre una soluzione che garantisce l’accuratezza utilizzando significative semplificazioni dell’analisi matematica del processo.
Il dottor Marino e il suo team, hanno modificato l’applicazione TWA, sviluppata nel 1970, per studiare i sistemi con particelle soggette a forze esterne che disperdono energia durante la loro esistenza.
Partendo dal sistema TWA il team ha creato una tabella di conversione che consente di inserire il problema quantistico e ottenere i risultati in poche ore con un normale laptop.
Questo tabella di conversione, assomiglia concettualmente alle tavole dei logaritmi che, prima della disponibilità di calcolatrici e computer permettevano di calcolare logaritmi molto complessi con semplicità e questo significa una diffusione ampia delle conoscenze della fisica quantistica.
Il metodo TWA modificato libererà il prezioso tempo dei supercalcolatori per risolvere problemi quantistici di dimensioni immense senza perdere la precisione delle soluzioni ottenute per sistemi con un numero di stati possibili addirittura enormemente superiore al trilione fornendo applicazioni pratiche semplici, la possibilità di risolvere problemi considerati attualmente irrisolvibili e producendo nuove scoperte nella fisica dei quanti.
Questa scoperta conferma che il vero supercomputer è ancora il cervello umano capace di trovare soluzioni, apparentemente impossibili, e risolvere i problemi più complessi semplificandoli.