La fisica quantistica spiegata in modo semplice (seconda parte)
Scienza e Fisica Quantistica
Scienza e Fisica Quantistica
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Continua il viaggio alla scoperta dei fenomeni paradossali della fisica quantistica: il fenomeno dell'entanglement
Antonella Ravizza - 09/12/2019
Ma com’è possibile che un singolo elettrone si comporti come un’onda e faccia interferenza con se stesso?! Fino a quando l’elettrone non viene rivelato sul bersaglio, esso non si trova mai in un punto preciso dello spazio, ma esiste in uno stato potenziale astratto descritto da una funzione di probabilità, che si propaga come un’onda e non secondo una traiettoria definita.
De Broglie e Schrödinger tentarono di descrivere tutto il mondo quantistico in termini di onde, abolendo il concetto di particella. Ma per cogliere l’elettrone sul fatto, dobbiamo rivelarlo. La meccanica quantistica non ci permette di avere contemporaneamente la figura di interferenza e la conoscenza del singolo foro da cui l’elettrone è passato. O l’uno o l’altro: o l’elettrone viene rivelato come particella oggettiva, e quindi non produce interferenza, o è un’onda estesa, ed in tal caso non passa da un solo foro, bensì da tutte e due: è come se fosse passato da tutte e due.
Questo è un po’ come il conosciutissimo paradosso del gatto di Schrödinger: gatto vivo o gatto morto; non si sa fino a che non si vede il gatto effettivamente aprendo la scatola, altrimenti si considera vivo e morto contemporaneamente.
Erwin Schrödinger nel 1935 introdusse il termine di entanglement: se due particelle si fanno interagire per un certo periodo e quindi vengono separate, quando si sollecita una delle due in modo da modificarne lo stato, istantaneamente si manifesta sulla seconda un’analoga sollecitazione a qualunque distanza si trovi rispetto alla prima.
Il fenomeno dell'entanglement viola il «principio di località» per il quale ciò che accade in un luogo NON può influire immediatamente su ciò che accade in un altro. Ecco un esempio: due particelle vengono lanciate in direzioni opposte. Se la particella A, durante il suo tragitto incontra una carica magnetica che ne devia la direzione verso l’alto, la particella B, invece di continuare la sua traiettoria in linea retta, devia contemporaneamente la direzione assumendo un moto contrario alla sua gemella. Questo esperimento dimostra che le particelle sono in grado di comunicare tra di loro trasmettendo ed elaborando informazioni e dimostra anche che la comunicazione è istantanea.
Nell'Ottobre del 1998 il fenomeno dell’entanglement è stato definitivamente confermato dalla riuscita di un esperimento effettuato dall'Institute of Technology (Caltech) di Pasadena, in California. In conclusione, la meccanica quantistica nel microscopico ci ha condotto ad abbandonare la descrizione della fisica classica deterministica, per arrivare a una descrizione probabilistica in cui gli stati e le proprietà del mondo microscopico non sono determinati, a priori, intrinsecamente, ma acquisiscono realtà solo se vengono misurati o se entrano in contatto con altri “oggetti”.
Questo stravolge la descrizione di un mondo che fino al secolo scorso sembrava sensato e ragionevole. Chissà quali altre stravolgenti scoperte ci riserverà il futuro!
Leggi la prima parte de La fisica quantistica spiegata in modo semplice.
