Sedotti dalla matematica by Sabine Hossenfelder

autore:Sabine Hossenfelder
La lingua: eng
Format: epub
editore: Raffaello Cortina Editore
pubblicato: 2020-03-23T16:00:00+00:00

Il fatto che la funzione d’onda collassi in conseguenza di una misura è particolarmente irritante, dal momento che nessun altro processo noto avviene in modo istantaneo. In tutte le altre teorie, un collegamento tra due punti differenti implica che qualcosa viaggi da un punto all’altro a una velocità minore di quella della luce. Questa graduale diffusione con il passare del tempo è nota come “località”, ed è conforme alla nostra esperienza quotidiana. Ma la meccanica quantistica fa a pugni con ciò che ci aspettiamo, perché le particelle entangled sono collegate in modo non locale. Se misuriamo una di esse, l’altra se ne accorge immediatamente. Einstein la chiamava “inquietante azione a distanza”.6

D’altra parte, la località della meccanica quantistica è sottile, perché non c’è scambio di informazione tra le particelle entangled. Poiché i risultati delle misure di polarizzazione non possono essere predetti, non c’è modo di usare le coppie per inviare messaggi da un punto all’altro. Nella meccanica quantistica, così come nella meccanica classica, non possiamo inviare informazione a una velocità maggiore di quella della luce. Dal punto di vista matematico, è tutto coerente: è solo che… sembra strano.

Un altro aspetto sgradevole della meccanica quantistica è che, per quanto riguarda le misure, gli assiomi ipotizzano l’esistenza di oggetti macroscopici – rivelatori, computer, cervelli ecc. – e questo è un duro colpo inferto al riduzionismo. Una teoria fondamentale dovrebbe spiegare l’emergere del mondo macroscopico, e non ipotizzare la sua presenza negli assiomi.

La teoria quantistica dei campi eredita questo problema della meccanica quantistica. Il modello standard, dunque, va incontro alle stesse difficoltà nello spiegare il mondo macroscopico.

Per illustrare il problema dell’emergenza di un mondo macroscopico e non quantistico, Erwin Schrödinger nel 1935 ci chiese di immaginare un gatto intrappolato in una scatola. La scatola contiene un meccanismo che, azionato da un atomo radioattivo, può rilasciare un veleno e uccidere il gatto. Il decadimento atomico è un processo quantistico, per cui, se l’atomo ha una vita media di, per esempio, 10 minuti, allora la probabilità che l’atomo decada entro 10 minuti è del 50%. Ma la meccanica quantistica ci dice che, prima di aver fatto la misura, l’atomo non è decaduto né non decaduto. È in una sovrapposizione di entrambe le opzioni. E per quanto riguarda il gatto di Schrödinger? È sia vivo sia morto, e sopravvive o muore solo nel momento in cui aprite la scatola? Sembra assurdo.

È assurdo. C’è un buon motivo per cui non facciamo esperienza del comportamento quantistico nella vita di tutti i giorni. Per oggetti estesi – come gatti, cervelli o computer – le proprietà tipicamente quantistiche scompaiono molto velocemente. Tali oggetti si trovano in un ambiente caldo e agitato, e le continue interazioni distruggono le connessioni quantistiche tra le parti del sistema. Questa distruzione, chiamata “decoerenza”, converte rapidamente stati quantistici in normali distribuzioni di probabilità, anche in assenza di un apparato di misura. La decoerenza spiega dunque il motivo per cui non osserviamo sovrapposizioni di oggetti estesi. Il gatto non è sia vivo sia morto: c’è semplicemente una probabilità del 50% che sia morto.

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