Misura nella meccanica quantistica: verifica o generazione della realtà? Una ipotesi.

moon cat 201x300 - Misura nella meccanica quantistica: verifica o generazione della realtà? Una ipotesi.Poco prima della sua scomparsa, avvenuta nel 1990, John Stewart Bell pubblicò su “Physics World” un interessante articolo dal titolo “Against ‘measurement’” (contro la ‘misura’); una sorta di saggio dedicato al tema cardine della meccanica quantistica: “la misura nella meccanica quantistica consiste in un atto di verifica o concorre alla generazione della realtà fisica”?

Abraham Pais rivelò la questione con parole semplici:

Deve essere stato attorno al 1950. Camminavamo, io e Einstein, lungo la strada che dall’Institute for Advanced Study conduceva alla sua abitazione, quando a un tratto egli si fermò. “Veramente è convinto – mi chiese – che la Luna esista solo se qualcuno la guarda?”.

La domanda sembrerebbe banale, eppure non lo è. Nessuno di noi dubiterebbe riguardo il fatto che la Luna è lì a prescindere dal fatto che noi la osserviamo o meno, non accade ciò però nel mondo dei quanti.

La ‘Luna quantica’ non è lì – in un punto preciso dello spazio e con una velocità definita – se qualcuno non la guarda.

Nel mondo dei quanti la misura è un’operazione che genera la realtà.

Ma perché, per citare il gatto di Schrödinger, esso riesce a trovarsi sempre e solo in un unico stato? Perché è sempre ‘o vivo o morto’? Perché è in un punto ben localizzato anche se non c’è nessuno a guardarlo?

La risposta standard è che i gatti sono essere macroscopici. Ma ci rendiamo perfettamente conto che una sentenza del genere sembra quasi un modo per nascondere il fatto che non sappiamo ancora dare una spiegazione  alla stessa in alcun modo.

Eppure ipotesi in campo ce ne sono.

Una di queste ipotesi, proposta dagli italiani Gian Carlo Ghirardi, Alberto Rimini e Tullio Weber, è il “modello di riduzione dinamica” in cui la funzione d’onda è soggetta, in tempi del tutto casuali, “a processi spontanei che corrispondono alla localizzazione nello spazio dei microcostituenti di ogni sistema fisico“.

Il senso della teoria è che la localizzazione di una singola particella quantistica resta indefinita (quindi se un gatto quantistico fosse composto da una particella, sarebbe davvero ‘vivo e morto’ contemporaneamente), la frequenza del meccanismo di localizzazione di Ghirardi, Rimini e Weber aumenta però col numero dei costituenti di un sistema fisico cosicché la sovrapposizione degli stati quantistici del ‘sistema gatto’ è virtualmente soppressa anche quando l’animale non è perturbato, cioè osservato.

Ricapitolando, la frequenza del meccanismo di localizzazione di Ghirardi, Rimini e Weber aumenta col numero dei costituenti di un sistema fisico, e ciò rende un gatto, il quale è formato da un numero molto alto di particelle quantistiche, reale a prescindere dall’osservazione (poiché i processi spontanei di localizzazione nello spazio che entrano in gioco sono davvero numerosissimi).

Albert Einstein And Niels Bohr
Scienza
La teoria della misurazione di Bohr

Spesso viene da chiedersi: “Cosa realizza la realtà?” Tratto da: Fisica quantistica per curiosi Esistono diverse risposte alla domanda “Cosa realizza la realtà?” e la prima risposta è contenuta nella teoria della misurazione di Bohr (scuola di Copenhagen), riportata nel testo dello studioso “Atomic theory in the description of nature” (Cambridge, 1934). Ed in essa si afferma che la riduzione della funzione d’onda avvenga a livello dello strumento di misura. Quest’ultima è l’interpretazione della meccanica quantistica maggiormente condivisa fra gli studiosi (nessuna speranza quindi che la coscienza dell’osservatore entri in ballo nel processo di realizzazione della realtà). Bohr volle subito eliminare la figura di un osservatore cosciente, e pensò immediatamente come sostituirlo con diversi artifizi. In pochi anni fu quindi messa a punto la versione definitiva della “interpretazione di Copenaghen”, la quale sostituì ad esso una “reazione termodinamica irreversibile”, affinché quindi lo stato non oggettivo potesse diventare uno stato oggettivo. La cosa fa nascere però alcune perplessità: sembrerebbe infatti impossibile che l’esistenza del mondo microscopico debba dipendere da eventi termodinamici irreversibili, ovvero eventi “macroscopici”. Non dovrebbe essere il contrario? Cioè che il macroscopico dipenda dal microscopico? Per questo ed altri motivi, molti fisici tra cui in primis Wigner (ne abbiamo parlato illustrando …

Asteroide
Scienza
Due anni di oscurità: così l’asteroide ha sterminato i dinosauri

Prima l’impatto del gigantesco asteroide, poi i terremoti e gli tsunami. Il cielo si riempie di fuliggine e la Terra sprofonda nell’oscurità per due anni: ecco come i dinosauri si sono estinti 66 milioni di anni fa dalla faccia del pianeta. SCOPERTE – Circa 66 milioni di anni fa un asteroide largo dieci chilometri si è schiantato sulla Terra, nella regione oggi conosciuta come penisola dello Yucatan. L’impatto del gigantesco asteroide ha causato terremoti, tsunami ed eruzioni vulcaniche, ma soprattutto ha sollevato una coltre di fuliggine nell’atmosfera. I cieli si sono ricoperti di un manto nero e per due lunghi anni il pianeta è stato avvolto dall’oscurità. Le piante hanno smesso di eseguire la fotosintesi, il clima è cambiato e per i dinosauri sopravvissuti agli incendi e all’impatto non c’è stato scampo: tre quarti delle specie viventi sono scomparse durante l’estinzione del Cretaceo-Paleocene. Questo è lo scenario che spiega come è avvenuta l’estinzione dei dinosauri nello studio pubblicato sulla rivista Proceedings of the National Academy of Sciences e condotto da Charles Bardeen, scienziato del National Center for Atmospheric Research (NCAR), in collaborazione con i ricercatori della NASA e della University of Colorado a Boulder. I ricercatori hanno stimato la quantità di fuliggine prodotta dagli incendi causati dall’impatto dell’asteroide e sono stati …

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