Astronomia

Il paradosso dei gatti di Schrödinger

Il paradosso dei gatti di Schrödinger

Il gatto di Schrödinger è il paradosso più popolare della fisica quantistica. Ha diverse varianti; Qui esponiamo il più semplice.

È stato proposto dal Premio Nobel austriaco Erwin Schrödinger nel 1935. È un esperimento mentale che mostra lo sconcertante mondo quantico.

Immagina un gatto dentro una scatola completamente opaca. All'interno c'è un meccanismo che collega un rivelatore di elettroni a un martello. E, proprio sotto il martello, un barattolo di vetro con una dose di veleno letale per il gatto. Se il rilevatore raccoglie un elettrone attiverà il meccanismo, facendo cadere il martello e rompendo la bottiglia.

Viene sparato un elettrone. Logicamente, possono succedere due cose. Il rilevatore può raccogliere l'elettrone e attivare il meccanismo. In tal caso, il martello cade, rompe il barattolo e il veleno si espande all'interno della scatola. Il gatto inala e muore. Quando apriamo la scatola, troveremo il gatto morto. Oppure l'elettrone potrebbe prendere un altro percorso e il rilevatore non lo raccoglierà, quindi il meccanismo non si attiverà mai, la bottiglia non si romperà e il gatto sarà ancora vivo. In questo caso, quando la scatola viene aperta, il gatto apparirà sano e salvo.

Finora tutto è logico. Alla fine dell'esperimento vedremo il gatto vivo o morto. E c'è una probabilità del 50% che accada una cosa o l'altra. Ma il quantum sfida il nostro buon senso.

L'elettrone è contemporaneamente onda e particella. Per capirlo, viene sparato come un proiettile, ma anche, e allo stesso tempo, come un'onda o come le onde che si formano in una pozzanghera quando lanciamo un sasso. Cioè, prendere percorsi diversi contemporaneamente. E non sono esclusi, ma si sovrappongono, poiché le onde d'acqua nella pozzanghera si sovrappongono. Quindi prende il percorso del rivelatore e, allo stesso tempo, il contrario.

L'elettrone verrà rilevato e il gatto morirà. E, allo stesso tempo, non verrà rilevato e il gatto rimarrà vivo. Su scala atomica, entrambe le probabilità sono soddisfatte contemporaneamente. Nel mondo quantistico, il gatto finisce vivo e morto allo stesso tempo, ed entrambi gli stati sono ugualmente reali. Ma quando apriamo la scatola, la vediamo solo viva o morta.

Che cosa è successo? Se entrambe le possibilità sono soddisfatte e reali, perché ne vediamo solo una? La spiegazione è che l'esperimento applica leggi quantistiche, ma il gatto non è un sistema quantistico. Gli atti quantistici su scala subatomica e solo a determinate condizioni. È valido solo in particelle isolate. Qualsiasi interazione con l'ambiente fa cessare l'applicazione delle leggi quantistiche.

Molte particelle insieme interagiscono tra loro, quindi il quantum non ne vale la pena nel grande mondo, come il gatto. Né quando c'è calore, perché il calore è il movimento degli atomi che interagiscono. E il gatto è roba calda. Ma la cosa più sorprendente è che anche noi, quando apriamo la scatola e osserviamo il risultato dell'esperimento, interagiamo e lo contaminiamo.

Esatto Una curiosa caratteristica del quanto è che il semplice fatto di osservare contamina l'esperimento e definisce una realtà di fronte agli altri. Einstein espresse la sua confusione, "Questo significa che la Luna non è lì quando nessuno la guarda?"

Conclusione: quando il sistema quantistico è rotto, la realtà è definita da una delle opzioni. Vedremo solo il gatto vivo o morto, mai entrambi. Questo processo di transizione dalla realtà quantistica alla nostra realtà classica è chiamato decoerenzaed è responsabile di vedere il mondo come lo conosciamo. Cioè, un'unica realtà.

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