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«Vivi come se dovessi morire domani. Impara come se dovessi vivere per sempre…»


Il gatto di Schrödinger e la meccanica quantistica

L’esperimento del gatto di Schrödinger (detto anche il paradosso di Schrödinger) è un esperimento immaginario ideato da Erwin Schrödinger per mostrare uno degli aspetti più strani della meccanica quantistica. Questo paradosso è stato oggetto di molte polemiche, non solo dal punto di vista scientifico, ma anche da quello filosofico, a tal punto che Schrödinger affermò che: “ogni volta che sento parlare di quel gatto, comincio a caricare la pistola…”.
Il filmato che vi presento è in spagnolo, ma non presenta particolari problemi di interpretazione. Per i più pigri fornisco una breve spiegazione.
Occorre tornare indietro al 1935, quando Schrödinger, per evidenziare le molte problematiche connesse con l’estrapolazione delle misure del mondo dei quanti e quello del mondo reale, propose un famoso esperimento concettuale, subito definito il paradosso del gatto di Schrödinger.
Un gatto viene messo in un contenitore, completamente isolato dall’esterno, dove si trova un congegno infernale. Si tratta di un sofisticato meccanismo azionato da un evento puramente casuale, provocato dall’emissione spontanea di una particella nucleare da parte di una sostanza radioattiva.
Per disgrazia dello sfortunato gatto, quando il nucleo radioattivo decide di emettere la particella, questa mette in movimento un sistema articolato in grado di rompere un recipiente contenente una dose letale di cianuro, destinato a uccidere rapidamente il gatto.
Non vi sarebbe nulla di paradossale in questa operazione se il triste evento fosse comunque oggettivamente definito. Invece, considerato un certo istante temporale, la meccanica classica e la meccanica quantistica danno due risposte diverse nei riguardi dello stato di salute del gatto.
Da un punto di vista classico il gatto, oggetto macroscopico, o è completamente vivo o è completamente morto. Da un punto di vista quantistico, invece, i due stati potenzialmente coesistono.
Poiché, nell’istante considerato, esiste una certa probabilità che la particella sia stata emessa e una equivalente probabilità che nessuna particella sia andata ad azionare il diabolico meccanismo, il gatto si trova in uno stato rappresentato da una simultanea ed equivalente combinazione di vita e di morte. In altri termini, fino a quando non viene osservato, il gatto è metà vivo e metà morto.
Per conoscere in quale stato si trova occorre “osservare”, ossia “misurare”, effettuare cioè la sola operazione che secondo la meccanica quantistica potrà determinare la buona o la cattiva sorte del gatto. In base a questa logica, il presunto responsabile del destino del gatto è proprio l’osservatore, perché solo quando apre il contenitore rende reale o l’uno o l’altro dei due stati, prima entrambi potenzialmente presenti.
paradosso del gatto di Schrödinger

In realtà, la meccanica quantistica non è in grado di fornire un’informazione completa quando si considera un singolo evento provocato dal comportamento di una singola particella. Certo, non è facile darsi una ragione di questa indeterminazione implicita nella natura.
Il paradosso del gatto sta a significare che un’indeterminazione a livello microscopico può produrre effetti sconcertanti quando viene estesa a una realtà macroscopica.
In genere, la meccanica quantistica è comunque in grado di fornire informazioni di tipo statistico. Se infatti disponiamo di un grande numero di gatti, ognuno collocato in una stanza identica a quella realizzata da Schrödinger, a ogni istante di tempo un certo numero di gatti sarà morto e un certo numero sarà vivo. Questi due numeri sono proporzionali alle probabilità che la particella sia stata emessa oppure no.
In fondo, la spesso citata famosa frase di Einstein “Non credo che Dio giochi a dadi con l’universo” sicuramente esprime il disagio per avere introdotto nella scienza una teoria i cui concetti sono piuttosto lontani dalla nostra vita quotidiana.

 

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