Qualsiasi comprensione dell'irreversibilità della freccia del tempo dovrebbe rendere conto della natura quantistica del mondo che ci circonda. Il è il risultato chiave del lavoro svolto da Vincenzo Alba e Pasquale Calabrese della Scuola Internazionale Superiore di Studi Superiori (SISSA) di Trieste, recentemente pubblicato sulla rivista Atti dell'Accademia Nazionale delle Scienze ( PNAS ).

Secondo una delle principali leggi della termodinamica, l'entropia di un sistema tende ad aumentare nel tempo fino al raggiungimento dell'equilibrio. Ciò spiega l'irreversibilità del flusso del tempo per i fenomeni macroscopici. Dall'inizio del secolo scorso, i fisici hanno affrontato il dilemma di conciliare le leggi della termodinamica con le leggi microscopiche della natura, che non hanno una direzione temporale privilegiata. Il problema diventa concettualmente più difficile nel contesto della meccanica quantistica, in cui un puro sistema isolato con entropia zero rimarrà così per sempre, anche se non in equilibrio termodinamico.

Il lavoro di Alba e Calabrese illumina come questa prospettiva, pur essendo sostanzialmente corretto, in realtà non riesce a spiegare il problema. In particolare, gli autori hanno dimostrato che ogni singolo punto in un sistema quantistico esteso che è lontano dall'equilibrio ha in realtà entropia che aumenta nel tempo, esattamente come in termodinamica. L'origine di questa entropia è nell'intreccio tra la parte che stiamo guardando e il resto del sistema. L'entanglement è una correlazione peculiare che esiste solo nella meccanica quantistica in cui coppie o gruppi di particelle interagiscono in modo tale che nessuna particella può essere descritta indipendentemente dalle altre.