Bislacche misurazioni quantistiche

lente 267x300 - Bislacche misurazioni quantisticheEcco, partiamo con il dire che la meccanica quantistica delinea un quadro davvero insolito della realtà fisica a livello microscopico, ma non per questo dovrebbe dare adito ad anomale supposizioni.

Vedremo ora come alcuni fenomeni quantistici, sembrino mostrare i limiti della consueta concezione oggettiva e materialistica dell’universo tanto cara agli studiosi dell’ottocento.

Alle scale microscopiche la natura non si comporta conformemente alle leggi della fisica classica, la fisica che descrive i fenomeni a noi più familiari.

Tutt’altro. E’ come se di punto in bianco l’universo cambiasse le carte in tavola.

Ad esempio, nel mondo che ci è dato sperimentare tutti i giorni (ambito della fisica classica), non vi sono limitazioni alla misurazione delle caratteristiche di un sistema fisico. Non c’è nulla che impedisca di misurare la posizione di un oggetto, la sua velocità, oppure tanto per dirne un’altra, la sua massa.

Non è però così nella meccanica quantistica.

La fisica quantistica è quanto di più curioso potrete affrontare in vita vostra.

Più di un koala vestito da scout, tanto per farvi un esempio.

Gli oggetti che fanno parte dell’ambito di tale teoria fisica, e che sono i mattoni fondanti di tutto ciò che osservate, si trovano in stati che potremmo denominare “indefiniti”, descrivibili solo mediante certe formule matematiche (come la “funzione d’onda” di Schrödinger).

La funzione d’onda ha quindi lo scopo di stabilire la probabilità che una particella si trovi in un posto anziché in un altro.

Occhio, e sottolineo: la probabilità che una particella si trovi in un posto anziché in un altro.

Se prendessimo ad esempio un elettrone – in virtù del Principio di Indeterminazione di Heisenberg – non potremmo determinarne simultaneamente posizione e velocità, dal momento che la precisione della misura dell’una inficia quella dell’altra.

Ed il motivo di tale perturbamento è presto spiegato.

Affinché l’elettrone possa essere individuato, esso dovrà essere necessariamente colpito da un fotone che venga deviato verso l’osservatore. Ciò però produce ovviamente una certa perturbazione.
Il fotone infatti, interagendo con l’elettrone, trasmette ad esso energia, modificandone velocità e direzione.
Affinché l’elettrone rimanga osservato occorre che un certo numero di fotoni lo urti. E’ evidente però che con questi urti i fotoni cedano la loro energia, la quale influirà sullo stato di moto del primo, modificandolo.

Volendo fare un esempio ancora più semplice: è come se io al buio, per determinare la posizione di una pallina da tennis, fossi costretto a lanciarle contro continuamente delle altre palline da tennis! E’ ovvio che prima o poi riuscirei a verificarne la collocazione, ma la stessa mediante tale tecnica ne verrebbe del tutto perturbata irrimediabilmente.

Ritornando a bomba sulla natura esplicita di una particella, dovete sapere che quest’ultima è possibile pensarla come in una “sovrapposizione di onde di probabilità”.

Come se essa fosse potenzialmente presente in molti differenti luoghi simultaneamente.

Ma cosa rende possibile il suo palesarsi?

La risposta è: la sua osservazione.

Quando ha luogo l’osservazione, la funzione d’onda “collassa”, e in questo esatto momento troviamo la particella in un posto preciso.

Evidenza mostrata in primis mediante il famoso esperimento della doppia fenditura.

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