Il primo indizio arrivò nel 1905 quando Einstein sviluppò la teoria della relatività speciale. Da allora i fisici hanno appurato che, almeno in teoria, potrebbero esserci altre dimensioni oltre alle nostre tre usuali (lunghezza, larghezza e altezza). In generale quando parliamo di una quarta dimensione si considera lo spazio-tempo, ma le ultime ricerche in materia vanno ad approfondire qualcosa di diverso.
Cosa e dov’è la quarta dimensione
Il nostro cervello, avvertono gli scienziati, potrebbe essere incapace di percepire questa dimensione (e le eventuali altre ancora). Matematicamente possiamo descriverla, ma potremmo non sperimentarla mai nel mondo fisico.
Due team di ricerca separati, uno negli Stati Uniti e uno in Europa, hanno condotto due esperimenti (differenti solo nella pratica ma concettualmente uguali) cercando delle evidenze matematiche di tale dimensione.
Gli esperimenti si basano sull’effetto Hall: si ha un conduttore elettrico, ad esempio un foglio di metallo o un filo, attraverso il quale passa la corrente elettrica. Gli elettroni si muovono in una direzione. Se si posiziona un campo magnetico perpendicolare al flusso gli elettroni vengono deviati.
Se il materiale è a temperature molto basse, vicine allo zero assoluto, l’interazione tra corrente e campo magnetico crea una differenza di potenziale che cambia in maniera discreta (cioè facendo dei “salti” da un valore all’altro) piuttosto che in maniera continua. Formule alla mano, la misurazione di questi cambiamenti nel voltaggio dovrebbe essere possibile in una dimensione spaziale ulteriore, la quarta, non accessibile agli sperimentatori.
I team di ricerca si sono serviti di atomi ultrafreddi e fasci laser incrociati, consentendo loro di “vedere” le conseguenze dell’effetto Hall quantistico in una quarta dimensione spaziale. O meglio, per essere più precisi: i due esperimenti hanno mostrato quali sarebbero gli effetti misurabili dell’effetto Hall quantistico qualora accadesse in un mondo a quattro dimensioni.
“Il risultato finale dell’esperimento”, spiegano dal team europeo “è una simulazione di un sistema che si muove in una quarta dimensione spaziale. È come se avessimo trasformato, virtualmente, un sistema a due dimensioni in un sistema a quattro dimensioni”.
Gli esperimenti in definitiva hanno dimostrato matematicamente che esiste una quarta dimensione, anche se non è visibile nel nostro mondo.
Per finire vi segnaliamo questo video con Carl Sagan che spiega la quarta dimensione in modo davvero “semplice”:
