La teoria della meccanica quantistica ha trasformato la vita quotidiana da quando è stata proposta un secolo fa, eppure il suo funzionamento rimane un mistero. I fisici sono profondamente divisi su ciò che accade realmente, come evidenziato da un sondaggio pubblicato sulla rivista Nature. “Taci e calcola!” è una famosa citazione nella fisica quantistica che illustra la frustrazione degli scienziati nel cercare di svelare uno dei grandi paradossi del mondo.
Per l’ultimo secolo, le equazioni basate sulla meccanica quantistica hanno descritto in modo coerente e accurato il comportamento degli oggetti estremamente piccoli. Tuttavia, nessuno sa cosa stia accadendo nella realtà fisica dietro la matematica. Il problema è iniziato all’inizio del XX secolo, quando gli scienziati si resero conto che i principi classici della fisica non si applicavano a livello atomico. In modo sconcertante, fotoni ed elettroni sembrano comportarsi sia come particelle che come onde. Possono anche trovarsi in posizioni diverse simultaneamente e avere velocità o livelli di energia differenti.
Nel 1925, il fisico austriaco Erwin Schrödinger e il tedesco Werner Heisenberg svilupparono un insieme di strumenti matematici complessi che descrivono la meccanica quantistica utilizzando probabilità. Questa “funzione d’onda” ha reso possibile prevedere i risultati delle misurazioni di una particella. Queste equazioni hanno portato allo sviluppo di una grande quantità di tecnologia moderna, tra cui laser, luci LED, scanner MRI e i transistor utilizzati in computer e telefoni. Ma la domanda rimane: cosa sta realmente accadendo nel mondo oltre la matematica?
Per celebrare il centenario della meccanica quantistica, molti dei principali fisici del mondo si sono riuniti il mese scorso sull’isola tedesca di Helgoland, dove Heisenberg scrisse la sua famosa equazione. Più di 1.100 di loro hanno risposto a un sondaggio condotto dalla rivista scientifica Nature. I risultati hanno mostrato una “notevole mancanza di consenso tra i fisici su ciò che la teoria quantistica dice sulla realtà”, ha dichiarato Nature in un comunicato. Più di un terzo – il 36 percento – dei partecipanti ha preferito la teoria più ampiamente accettata, nota come interpretazione di Copenaghen.
Nel mondo classico, tutto ha proprietà definite – come posizione o velocità – sia che le osserviamo o meno. Ma questo non è il caso nel regno quantistico, secondo l’interpretazione di Copenaghen sviluppata da Heisenberg e dal fisico danese Niels Bohr negli anni ’20. Solo quando un osservatore misura un oggetto quantistico, esso si stabilisce in uno stato specifico tra le opzioni possibili, secondo la teoria. Questo è descritto come il “collasso” della sua funzione d’onda in una singola possibilità. La rappresentazione più famosa di questa idea è il gatto di Schrödinger, che rimane simultaneamente vivo e morto in una scatola – finché qualcuno non sbircia all’interno.
Considerazioni finali
Dal nostro punto di vista, la meccanica quantistica continua a essere una delle frontiere più affascinanti e misteriose della scienza moderna. Nonostante le sue applicazioni pratiche abbiano rivoluzionato la tecnologia, la comprensione profonda di ciò che accade a livello quantistico rimane sfuggente. Riteniamo che il dibattito tra i fisici non solo arricchisca la nostra conoscenza, ma stimoli anche nuove generazioni di scienziati a esplorare l’ignoto. La curiosità e la ricerca della verità sono il motore del progresso scientifico, e la meccanica quantistica rappresenta un campo fertile per scoperte future che potrebbero cambiare ancora una volta il nostro modo di vivere.
Fonte: Science Alert
