Ultimo appuntamento con la Fisica Quantistica e con il professor Fabio Fracas, alla scoperta di un mondo, quello dei quanti, ricco di apparenti contraddizioni e ciononostante in grado di schiudere incredibili scenari anche per la nostra vita quotidiana. Fra questi, per esempio, il teletrasporto quantistico delle particelle. Una tecnologia che – nonostante il nome possa far venire in mente la migliore fantascienza alla Star Trek – non comporta il trasporto fisico della particella, come si crede nella cultura popolare, bensì solamente della sua informazione. Un’applicazione che sta già rivoluzionando le tecniche di crittografia per la sicurezza dei dati!

Ma è la ricerca sulla percezione della realtà così come siamo abituati a guardarla, o forse come crediamo di osservarla, che rende così affascinante la teoria quantistica. Nel decimo capitolo del suo saggio Il mondo secondo la Fisica Quantistica, edito da Sperling & Kupfer, il fisico dell’Università di Padova illustra le nuove teorie sulla possibile natura quantistica della coscienza proposte da due noti scienziati: Sir Roger Penrose e Stuart Hameroff. “Penrose e Hameroff – spiega Fracas – hanno elaborato la teoria Orchestrated Objective Reduction, ovvero Riduzione Obiettiva Orchestrata, meglio nota come Teoria Orch-Or. Secondo i due scienziati il fondamento della coscienza risiederebbe nella dinamica della conformazione delle proteine dei microtubuli dei neuroni. A quel livello fisico sarebbero possibili fenomeni di conduttività e di trasmissione dei segnali, con processi sia di tipo classico sia di tipo quantistico, sufficientemente resistenti alla decoerenza quantistica da permettere fenomeni quantistici macroscopici”.

Il quesito che Fracas si pone nel suo saggio è quindi se esista o meno, un’organizzazione fisica atomica o subatomica del cervello che risponda alle definizioni teoriche che caratterizzano le strutture quantistiche. Secondo alcuni scienziati, come appunto Penrose, la risposta potrebbe essere ‘sì’. Alla base c’è ancora la teoria Orch-Or. “La teoria Orch-Or – precisa il professor Fracas – nasce originariamente come Teoria Or nel 1989, nella forma di un’intuizione non suffragata da evidenze sperimentali.

Nel volume La mente nuova dell’imperatore, Sir Roger Penrose proponeva l’ipotesi che il funzionamento del cervello non fosse guidato da algoritmi logici o formali appartenenti alla fisica classica, bensì da processi quantistici legati al collasso della funzione d’onda. Al contempo – evidenzia ancora Fracas – proponeva la nuova definizione di ‘riduzione obiettiva’ per indicare come il momento del collasso dipendesse da fattori concreti legati al rapporto fra la massa e l’energia degli oggetti coinvolti nel processo. In riferimento alla coscienza, la riduzione obiettiva di Penrose proponeva che la determinazione degli stati che subivano il collasso avvenisse in maniera casuale e fosse influenzata anche dalla geometria dello spazio-tempo”.

Alla teoria iniziale di Penrose, considerata da molti ricercatori come fantasiosa, diede un contributo prezioso un medico anestesista americano, Stuart Hameroff, che propose a Penrose un’interessante possibilità. “Secondo Hameroff, i siti neurologici probabilmente attivi nell’elaborazione quantistica erano le strutture microtubolari presenti nei neuroni. I microtuboli, infatti, sono una delle componenti strutturali del citoscheletro neuronale e sono i principali componenti dell’apparato di trasporto neuronale a lunga distanza. Questa loro caratteristica, secondo gli studi di Hameroff, li rendeva i candidati ideali per la concretizzazione dell’intuizione di Penrose. Dagli studi congiunti dei due scienziati, nel 1994, venne realizzata la pubblicazione Ombre della mente che conteneva l’attuale formulazione della Teoria Orch-Or”.

A questo punto, la domanda che sorge spontanea è la seguente: la Teoria Orch-Or offre effettivamente le prove dell’esistenza di processi quantistici alla base della formazione della coscienza oppure no? Il professor Fracas mette le mani avanti e da scienziato puntualizza: “Per prima cosa la teoria di Penrose e Hameroff è stata confutata da molti e in particolare dal fisico e cosmologo svedese Max Erik Tegmark. Tegmark ha calcolato il lasso di tempo delle dinamiche rilevanti sia per le normali scariche neuronali sia per il trasporto dei segnali nei microtubuli, scoprendolo più lento del tempo di decoerenza di almeno 10 miliardi di volte. Una differenza enorme – osserva il fisico – che riporterebbe i processi relativi alla coscienza dalla scala quantistica alla scala classica. Inoltre, allo stato attuale esiste un unico studio che sembrerebbe testimoniare la presenza di attività di tipo quantistico all’interno dei microtubuli ma non è ritenuto sufficiente a suffragare l’ipotesi di una completa Teoria della Coscienza Quantistica così come la Teoria Orch-Or viene presentata”.

Lo studio a cui il professor Fracas si riferisce è quello, pubblicato nel 2013, del ricercatore Anirban Bandyopadhyay dell’Istituto Nazionale di Scienza dei Materiali di Tsukuba in Giappone. E quindi, in conclusione? “Ritengo – conclude Fracas – che prima che si possa arrivare a una qualche certezza condivisibile, quindi prima di poter rispondere con sicurezza ai dubbi che vengono sollevati sul possibile funzionamento del cervello da un punto di vista quantistico, sia necessario attendere nuove ricerche e soprattutto, nuovi risultati”.