12/09/2010 - Sistemi aperti

GATTO VIVO GATTO MORTO
. Di come aprire una scatola quantistica in un universo aperto


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Atomi e molecole, i mattoni della materia, sottostanno alle leggi della famigerata Meccanica Quantistica: regole di natura probabilistica, alcune stravaganti e contrarie alla nostra intuizione. Se questo reame si estendesse fino al mondo macroscopico di cui abbiamo esperienza, potremmo concepire un gatto sia vivo che morto. Eppure ciò che ci circonda si comporta in maniera più convenzionale. Esistono dunque due fisiche? Dov'è il confine del regno degli atomi, e chi lo disegna? E se non c'è confine, che cosa possiamo imparare della vita, della società, dell'Universo? Fabrizio Illuminati, in dialogo con Matteo Polettini, sarà per noi interprete dei misteri della Meccanica Quantistica. 


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Italiano

La meccanica quantistica e la sua applicazione ai fenomeni macroscopici osservabili è stato il tema affrontato nella Chiesa di Santa Maria della Vittoria. Dopo la presentazione di Matteo Polettini, che ha ripercorso brevemente gli argomenti trattati nei precedenti incontri, il fisico Fabrizio Illuminati ha cercato di introdurre i presenti, addetti ai lavori e non, ad argomenti di non così facile approccio. Il suo linguaggio è stato chiaro, accessibile e ricco di esempi mentre spiegava come tutta la nostra vita sia incentrata sulle regole della fisica classica. L'ambito microscopico entra invece nella sfera della meccanica quantistica. La differenza tra i due sistemi sta nel fatto che, dato un oggetto, nella meccanica quantistica può esistere in una sovrapposizione di stati diversi. Questo nella vita di tutti i giorni non si verifica mai, ma se si potesse misurare il sistema in modo da non distruggere queste sovrapposizioni, allora sarebbe possibile osservarle.
Il celebre esempio del gatto in una scatola, con un'ampolla contenente veleno e con un sistema in grado di romperla, è calzante. Se l'ampolla viene rotta il gatto morirà, ma per la meccanica quantistica, esistendo una sovrapposizione di stati, sarà possibile avere il gatto un po' vivo e un po' morto. Immettendo della luce nella scatola, questa colpirà l'oggetto e tornando indietro restituirà l'immagine. Ma anche i fotoni vivono in uno stato di sovrapposizione e quindi andranno a colpire in parte il gatto vivo e in parte quello morto. Tutto chiaro? Certamente, se si considera che nella meccanica quantistica il fatto che il gatto sia un po' vivo e un po' morto è dato a priori. Il mistero sul principio di sovrapposizione, del perchè esista e di come si possa osservarlo resta intatto.
C'è ancora molto da scoprire, ma questo per uno scienziato rappresenta una sfida quotidiana.

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