Memoria di Fase 

Memoria di fase e oscillazioni collettive nei domini coerenti dell’acqua

Di Roberto Neri    

orcid.org/0009-0002-5796-1470

For the English version please refer to: doi.org/10.5281/zenodo.17426990 

Abstract

Questo studio analizza la possibilità che le vibrazioni a bassa frequenza osservate nell’acqua mediante l’interferometro laser siano espressione della dinamica collettiva che avviene all’interno dei domini quantistici coerenti.

Secondo la teoria dell’Elettrodinamica Quantistica Coerente (CQED) sviluppata da Preparata e Del Giudice, le molecole d’acqua possono oscillare in fase con un campo elettromagnetico intrappolato, formando regioni coerenti capaci di immagazzinare e trasmettere informazione di fase.

I segnali osservati potrebbero quindi rappresentare modulazioni lente di tali oscillazioni coerenti, rivelando un meccanismo fisico di memoria di fase e di organizzazione a lungo termine nell’acqua liquida.

1.   La teoria

La teoria dei domini di coerenza, nota anche come Elettrodinamica Quantistica Coerente (CQED), è nata nell’ambito universitario italiano, in particolare presso l’Università Statale di Milano, intorno al 1988. Essa descrive come l’acqua e altri sistemi condensati, in condizioni appropriate, possano organizzarsi in ampi domini nei quali le molecole oscillano in fase e alla stessa frequenza (domini di coerenza appunto), comportandosi come un unico sistema.

Questa idea venne presentata per la prima volta nel 1988 sulla rivista Physical Review Letters con l’articolo intitolato “Water as a free dipole laser”. Secondo Preparata e Del Giudice, le molecole d’acqua possono auto-organizzarsi formando domini di coerenza che agiscono come “cavità risonanti”, in grado di immagazzinare energia elettromagnetica e di entrare spontaneamente in uno stato coerente, oscillando in fase con il campo elettromagnetico risonante.

Secondo questa  teoria i domini di coerenza sono regioni dell’acqua in cui le molecole oscillano in fase grazie all’interazione con il campo elettromagnetico quantistico del vuoto. Questi domini possono catturare e mantenere oscillazioni coerenti a frequenze molto alte.

La coerenza collettiva riduce la dissipazione, l’energia non si disperde come in un sistema disordinato. È come se il dominio fosse un risonatore naturale, che seleziona e conserva solo certe frequenze stabili.

La dimensione tipica di un dominio coerente è dell’ordine di ~100 nm. In una provetta di acqua possono coesistere regioni coerenti e regioni non coerenti (acqua bulk).

Una parte importante della teoria suggerisce inoltre che i domini coerenti possano “memorizzare” configurazioni di fase, codificando informazione nel campo elettromagnetico confinato al loro interno. All’interno dei domini si instaurano onde stazionarie che restano intrappolate e si autosostengono, il che potrebbe spiegare perché l’acqua conserva tracce delle condizioni a cui è stata precedentemente esposta.

2.   Modulazioni a bassa frequenza e dinamica collettiva

Le frequenze che rileviamo con l’interferometro però non corrispondono a quelle intrinseche dei domini di coerenza, data la loro dimensione (~100 nm), come dimostreremo in seguito, oscillano a frequenze di 15 ordini di grandezza superiori.

È più probabile che ciò che vediamo, siano le modulazioni lente a bassa frequenza prodotte dalla dinamica collettiva di milioni di molecole.

All’interno dei domini coerenti, come vedremo in seguito, le oscillazioni sono nell’ultravioletto (100nm), ma quando domini coerenti interagiscono tra loro, possono emergere battimenti e modulazioni lente (Hz-KHz).

Queste modulazioni possono manifestarsi come oscillazioni di fase tra domini vicini, fluttuazioni dell’ampiezza EM confinata, riorganizzazioni collettive indotte da campi esterni (elettromagnetici terrestri, lunari, ecc.).

In sintesi, i domini di coerenza possono essere considerati sia come cavità elettromagnetiche risonanti sia come oscillatori collettivi, la cui dinamica lenta si manifesta nelle vibrazioni a bassa frequenza che misuriamo sperimentalmente.

3.   Relazione tra campo elettromagnetico e vibrazione meccanica

Quello che misuriamo con l’interferometro laser in realtà non sono segnali elettromagnetici ma vibrazioni meccaniche vediamo come i due fenomeni sono in relazione.

Abbiamo visto che nei domini coerenti le molecole oscillano in fase con un campo elettromagnetico intrappolato.

Queste oscillazioni coinvolgono anche meccanicamente le molecole d’acqua (rotazioni, vibrazioni, spostamenti collettivi).

Quando domini coerenti oscillano, l’energia elettromagnetica confinata può modulare le forze intermolecolari, queste modulazioni si traducono in micro-spostamenti delle molecole, quindi in vibrazioni meccaniche collettive.

Le vibrazioni che stiamo misurando non provengono da transizioni molecolari dirette, ma da modulazioni collettive, che possono essere frequenze di battimento cioè l’interazione di più modi coerenti più veloci che “si sommano” in una frequenza lenta, oppure  variazioni di fase collettive cioè domini che rimangono coerenti, ma la fase relativa cambia lentamente.

Queste variazioni diventano un “codice”, l’informazione che stiamo cercando.

Per analogia prendiamo una trasmissione via radio. Il segnale elettromagnetico audio in banda fonica (20-15000 Hz) modula una portante a 100MHz (utile per poter essere irradiata). La portante è l’analogo del campo intrappolato nel dominio, l’informazione è il segnale che la modula che è a frequenza molto più bassa (banda fonica).

Ora se demoduliamo e applichiamo il segnale ad un altoparlante che ha il compito di trasformare la nostra informazione elettromagnetica in una vibrazione meccanica abbiamo ottenuto il nostro risultato.

Durante le prove abbiamo notato che i segnali rilevati  cambiano in funzione di fattori ambientali (risonanze di Schumann, geomagnetismo, campi elettromagnetici applicati, preghiera), questo suggerisce che il campo esterno interagisce coi domini. I domini, a loro volta, trasformano questa interazione in risposta meccanica collettiva.

Le vibrazioni meccaniche registrate quindi potrebbero essere la manifestazione macroscopica e lenta di un processo interno in cui campi elettromagnetici intrappolati nei domini coerenti modulano i movimenti molecolari. In altre parole non stiamo misurando direttamente il campo elettromagnetico, ma la sua “impronta” meccanica sulla materia.

Se il sistema viene perturbato da un campo esterno la fase collettiva può spostarsi e rimanere in quel nuovo stato. In pratica, il dominio conserva un “pattern di oscillazione” che può sopravvivere anche dopo che lo stimolo è cessato.

1.   Sintesi finale

I risultati sperimentali ottenuti trovano una plausibile interpretazione all’interno della teoria dei domini di coerenza proposta da Preparata e Del Giudice, nota anche come Elettrodinamica Quantistica Coerente (CQED).

Alla luce di questo quadro teorico, è possibile ipotizzare un legame tra la memoria di fase dei domini di coerenza e i segnali a bassissima frequenza osservati sperimentalmente.

Ciò che viene misurato potrebbe corrispondere alle modulazioni lente delle oscillazioni di fase dei domini coerenti.

Tali modulazioni sarebbero in grado di generare oscillazioni nel range di frequenze rilevate (1–100 Hz), costituendo una possibile firma della memoria di fase intrinseca ai domini di coerenza.

In tale prospettiva, l’acqua si configurerebbe come un sistema fisico capace di conservare e riemettere l’informazione relativa allo stimolo originario, manifestandola successivamente sotto forma di vibrazioni meccaniche rilevabili dall’interferometro laser.

1.   Un po’ di calcoli

L’idea che i domini di coerenza (CD) dell’acqua abbiano dimensioni dell’ordine dei 100 nm viene direttamente dai lavori di Giuliano Preparata ed Emilio Del Giudice negli anni ’90. Vedi Arani, Bono, Del Giudice & Preparata (1995). QED coherence and the thermodynamics of water. IJMPB 9, 1813–1841.

In una molecola d’acqua, gli elettroni non sono fermi, ma si distribuiscono in orbitali quantistici che appartengono agli atomi di ossigeno e di idrogeno e formano legami chimici tra di essi.

Quando un campo elettromagnetico, un fotone, interagisce con la molecola può fornire abbastanza energia da far “saltare” un elettrone da un livello energetico a un altro, questo processo è chiamato transizione elettronica. Per l’acqua, la transizione elettronica fondamentale avviene a un’energia di circa 12 elettronvolt (eV).

L’elettrone poi può tornare al livello precedente emettendo un fotone con energia corrispondente al salto.

L’energia di un fotone è collegata alla sua lunghezza d’onda λ dalla formula di Planck

E = hc / λ

dove:

             E = energia del fotone (eV)    1 eV = 1.602×10^−19   joule

             h = costante di Planck  6.626 ×10^−34 J⋅s

             λ = lunghezza d’onda

             c = velocità della luce nel vuoto  c ≈ 3 x 10⁸ m/s

E = 12eV = 12×1.602×10^−19 J = 1.922×10^−18 J

λ = hc / E ≈  6.626×10^−34 J⋅s x 3 x 10⁸ m/s  / 1.922×10^−18 J

λ = 10,4 x10^-8 m = 104 nm

Questa energia corrisponde a una radiazione elettromagnetica con lunghezza d’onda di circa 104 nm, quindi nell’intervallo ultravioletto. La lunghezza d’onda della radiazione elettromagnetica determina la dimensione del dominio.

Secondo la teoria dei domini di coerenza (QED), tale radiazione può rimanere confinata e risonante all’interno di un insieme di molecole d’acqua, inducendo oscillazioni collettive “in fase”, cioè uno stato coerente.

Per comprendere il meccanismo di confinamento, consideriamo il comportamento del campo elettromagnetico all’interno di un volume d’acqua con lato di 104 nm.

A tale scopo utilizziamo le equazioni di Maxwell, che descrivono la propagazione dei campi elettrici e magnetici. Per definire la formazione di un dominio coerente è necessario introdurre il vincolo quantistico, secondo cui il campo e le molecole interagiscono reciprocamente dando origine a una cavità auto-sostenuta.

In questo scenario, il confinamento non avviene per riflessione sulle pareti (come in una cavità ottica classica), ma per interferenza costruttiva e coerenza quantistica tra il campo e le molecole.

Scriviamo quindi le equazioni di Maxwell  considerando un confinamento quantistico in un cubo di 104 nm di acqua:

∇⋅E = 0

∇⋅H = 0

∇×E = −μ∂H / ∂t 

∇×H = ε∂E / ​​∂t

Dove:

ε = permittività elettrica in acqua

μ = permeabilità magnetica in acqua     

Combinando le equazioni di Maxwell la risultante è un equazione  differenziale alle derivate parziali:

∇^2 E −με  ∂^2E / ∂t^2 = 0

che prende il nome di equazione delle onde e ci descrive come varia il campo elettrico nello spazio e nel tempo.

Le equazioni differenziali, specialmente quelle alle derivate parziali come questa, descrivono famiglie di soluzioni. Non ci danno direttamente una risposta, ma ci dicono come deve comportarsi una funzione per soddisfare certe regole fisiche.

Nel nostro caso dobbiamo proporre una funzione che pensiamo possa soddisfare l’equazione data.

Le sinusoidi sono soluzioni naturali dell’equazione delle onde, rispettano le condizioni al contorno (nodi alle pareti del cubo), sono facili da derivare e verificare. La soluzione proposta è:

E(x,y,z,t) = E0 sin(πx / L) sin(πy / L) sin (πz /L) cos(ωt)

La funzione descrive un campo che oscilla nel tempo e ha una forma sinusoidale nello spazio, compatibile con un’onda stazionaria nel cubo di lato L.

Inserendo questa funzione nell’equazione delle onde, si confrontano le variazioni spaziali e temporali del campo e si impostano le condizioni al contorno.

Dal bilanciamento tra curvatura spaziale e oscillazione temporale si ricava la frequenza necessaria affinché il campo rispetti le leggi di Maxwell

f​ =  √3 / ( 2L√(με))

essendo:

Permeabilità magnetica in acqua   μ = μ0 = 4π×10^−7 H/m ≈ 1.2566 ×10^−6 H/m

Permettività elettrica ε = ε0×n^2 = 8.854×10^−12×1.33^2 ≈1.565×10^−11 F/m

Indice di rifrazione nell’acqua     n = 1.33

Prodotto         με ≈ 1.2566×10^−6 ×1.565×10−11 ≈ 1.966×10^−17 s^2 / m^2

La cui radice      √(με) = 4.433 × 10^−9  s/m

Otteniamo:

f ≈ √3 / ((2×104×10^−9) × (4.433×10^−9))

f ≈ 1.88×10^15 Hz

che corrisponde ad una lunghezza d’onda di:

λ = c ​/ (nf) = 3×10^8 / (1.33 ×1.88×10^15)

λ ≈ 120nm

La frequenza che otteniamo è quella che permette al campo di oscillare in modo coerente dentro il cubo, senza violare le equazioni di Maxwell.

Questa frequenza è nell’ ultravioletto, coerente con le dimensioni nanometriche del cubo.

Il campo rimane intrappolato nel confinamento quantistico perchè le molecole di acqua formano un dominio coerente, oscillando in fase con il campo.

Il campo elettromagnetico risuona con queste oscillazioni, creando un potenziale dinamico che lo confina.

Non ci sono pareti riflettenti, ma il confinamento avviene per interferenza costruttiva e coerenza quantistica.

Definizione di coerenza quantistica:

In meccanica quantistica, un sistema può trovarsi in una sovrapposizione di stati, ad esempio una particella può essere “qui” e “lì” contemporaneamente.

La coerenza è la proprietà che permette a queste sovrapposizioni di interferire tra loro in modo prevedibile.

Quando un sistema è coerente, le sue componenti di stato mantengono una fase relativa ben definita.

Quando la coerenza si perde (processo chiamato decoerenza), il sistema si comporta come se fosse in uno stato classico.

La coerenza quantistica è alla base di fenomeni come laser, superconduttività, entanglement, e quantum computing.

In biologia e chimica, si ipotizza che possa giocare un ruolo in processi cellulari, fotosintesi, e memoria dell’acqua.

Definizione di vuoto quantistico:

Il vuoto quantistico non è un “nulla” assoluto a causa del principio di indeterminazione di Heisenberg.

In particolare, il principio dice che non si possono conoscere simultaneamente con precisione arbitraria l’energia e il tempo di un sistema

ΔE Δt ≥ ℏ \ 2

Dove ℏ = h/2π ​ è la costante di Planck ridotta.

Da cui:                                           

ΔE  ≈ ℏ \ 2 Δt

Questo implica che, anche nel vuoto (cioè nello stato di minima energia possibile), l’energia non può essere esattamente zero per un intervallo di tempo finito.

Quindi il campo elettromagnetico (e tutti i campi quantistici) fluttuano continuamente, si creano e si annichilano coppie di particelle virtuali in tempi brevissimi.
Queste fluttuazioni del vuoto hanno effetti reali e misurabili.

Definizione di battimento:

I battimenti sono un fenomeno di interferenza tra onde di frequenze leggermente diverse.

Quando due (o più) oscillazioni con frequenze molto vicine si sovrappongono, il segnale risultante non è costante: la sua ampiezza varia periodicamente nel tempo. Questa variazione lenta è chiamata battimento.

la formula del battimento e':     

fbat = |f1 - f2|

Il tracciato ha le stesse cratteritiche del risultato della simulazione.

Un ringraziamento particolare a Gauss, Faraday, Ampère, Maxwell, Planck, Preparata, Del Giudice e a tutti i grandi che, con le loro intuizioni, hanno reso possibile la conoscenza e la facilità con cui oggi possiamo esplorare e comprendere la natura. 

Bibliografia:

R.Neri . Water Vibrations  DOI 10.5281/zenodo.10029508 (2023)

S.I. Khmelnik. To the rationale for homeopathy (12.09.2020)

Del Giudice, E., Ho, M.-W. (2014). Illuminating Water and Life. Entropy, 16(9), 4874-4891.(2014)

Madl, P., Leubner, I., Del Giudice, E., & Voeikov, V. (2011). Evidence of Coherent Dynamics in Water Droplets. Water Journal, 3, 1-28.

Ottobre 2025 Rob

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