Descrivere la gravità in termini quantistici è uno dei problemi aperti più profondi della fisica fondamentale, ed è l’oggetto della Borsa di Studio assegnata dalla Fondazione al Dr G. Neri in corso da Marzo 2026.
Il progetto di ricerca finanziato con la borsa affronta il problema rovesciando il punto di vista abituale.
Invece di cercare la teoria quantistica che estenda la nostra comprensione della gravità ai regimi più estremi, come l’interno dei buchi neri o l’origine dell’universo, si parte dai requisiti minimi che una tale teoria quantistica deve soddisfare, e da questi si ricostruisce la gravità cosi come la osserviamo.
Il punto di partenza sono le cosiddette corner symmetries, le simmetrie che agiscono sul bordo di una regione finita di spaziotempo. Conoscere queste simmetrie basta a stabilire quali stati quantistici sono possibili e quali grandezze sono misurabili, senza dover presupporre una teoria completa.
È lo stesso ruolo che le simmetrie dello spaziotempo hanno avuto nella classificazione delle particelle elementari. L’interesse dell’approccio sta anche nella sua applicabilità a regimi intermedi, potenzialmente più vicini al dominio sperimentale rispetto alle scale tradizionalmente associate alla gravità quantistica.
I risultati finora ottenuti riguardano la gravità in due e tre dimensioni, due contesti semplici dal punto di vista matematico, ma che conservano alcuni aspetti essenziali del problema.
In entrambi i casi le rappresentazioni del gruppo di simmetria sono state costruite in modo esplicito. Per la prima volta in questo programma di ricerca si dispone così di uno spazio degli stati quantistici per la gravità tridimensionale, ottenuto interamente da principi primi.
Questi stati sono i mattoni fondamentali con cui costruire un modello matematico di ciò che un eventuale esperimento potrebbe osservare. Il passo successivo, nel secondo semestre della borsa, è passare dalla struttura degli stati a predizioni concrete.
Sono attese in particolare l’entropia di entanglement di regioni gravitazionali e le fluttuazioni quantistiche della geometria, calcolate oltre il regime delle piccole perturbazioni. In prospettiva, questi risultati potranno indicare se lo spaziotempo possieda, a piccole scale, una struttura discreta.
