Nel messaggio con oggetto "A proposito del gatto di Schr�dinger", avevo
scritto che il paradosso era stato eliminato; ho felicemente notato che,
per�, sono stato completamente ignorato :-( , ma ci� � stato forse meglio
perch� cos� la discussione � potuta continuare.
Comunque ho ripescato quell'articolo e lo ricopio in questo messaggio
(leggetelo, afferma esplicitamente che �non possono esistere gatti di
Schroedinger�):
(29 Gennaio 2000)
FISICA
Tanto va la gatta al quanto...
di Giulio Di Martino
E' uno dei gatti pi� longevi mai conosciuti: classe 1935, razza
Schroedinger. Fin dalla sua nascita, fisici e filosofi di tutto il mondo
hanno dubitato del suo stato di salute: c'� chi lo ritiene vivo, chi morto e
chi - la maggior parte, in verit� - sia l'uno che l'altro. Il gatto in
questione, frutto dell'immaginazione di un grande fisico tedesco del
Novecento, Erwin Schroedinger, � infatti il protagonista di uno dei pi�
stupefacenti paradossi della scienza contemporanea. Ed � diventato l'icona
della meccanica quantistica, la fisica che racconta il microscopico mondo
degli atomi.
Ora, per�, un team di fisici americani pubblica su Nature (http://
www.nature.com/) i risultati di un esperimento che potrebbe risolvere il
paradosso che coinvolge il felino e permettere di controllare in laboratorio
il passaggio dalle bizzarre leggi della meccanica quantistica a quelle, per
noi pi� confortevoli, della meccanica classica.
La meccanica quantistica, di cui Schroedinger fu uno dei padri, ha regole
molto strane. La pi� bizzarra � chiamata "sovrapposizione". Per capire come
funziona, ecco un esempio: una mela � chiusa in un frigorifero e non si sa
su quale dei due ripiani si trovi. Se ora il frigo diventa microscopico e la
mela piccola quanto un atomo, valgono le leggi quantistiche, stando alle
quali non esiste un solo ripiano (che i fisici chiamerebbero "stato") su cui
si trova l'atomo: la ex mela � invece simultaneamente presente su entrambi i
ripiani. Ovvero, in termini scientifici, ogni sistema quantistico � una
sovrapposizione di stati possibili.
Ed � a questo punto che fa la sua comparsa il malcapitato micio. A chiamarlo
in causa �, nel 1935, lo stesso Schroedinger, nel suo saggio "Die
gegenwartige Situation in der Quantenmechanik", in cui formula il seguente
paradosso: supponiamo di chiudere un gatto in una scatola nera. Colleghiamo
ora il microscopico frigo alla scatola: se l'atomo � sul ripiano in alto non
succede niente e il gatto vive tranquillamente. Se invece si trova su quello
inferiore, si attiva un congegno che riempie la scatola di cianuro. E il
gatto muore. Ma ecco l'intoppo: le leggi quantistiche affermano che l'atomo
deve trovarsi contemporaneamente sui due ripiani e quindi il povero felino �
vivo e morto allo stesso tempo. Almeno finch� lo sportello del microscopico
frigorifero rimane chiuso.
Quando invece viene aperto, l'atomo deve posarsi esattamente su uno dei due
ripiani, come vuole la fisica classica. E nella scatola il gatto conosce il
suo destino. Questo succede perch� quando un sistema quantistico viene a
contatto con uno macroscopico (in questo caso l'osservatore che apre lo
sportello) vincono sempre le regole del secondo. Il passaggio dalle leggi
del mondo microscopico a quelle della fisica classica si chiama
"decoerenza". E il team diretto da David Wineland del National Institute of
Standards and Technology (Nist -
http://www.nist.gov/) di Boulder, in
Colorado, ha scoperto come controllarla sperimentalmente.
I fisici americani hanno innanzitutto preso un atomo di berillio e lo hanno
ionizzato, cio� modificato in modo che potesse sentire l'effetto elettrico
dei fasci di laser. Questo ione � stato poi confinato in un congegno
quantistico, chiamato "Trappola di Paul", connesso a un sistema classico. A
questo punto due fasci laser sono stati sparati sullo ione: il primo lo
costringeva ad avere un comportamento quantistico (sostanzialmente
raffreddandolo), mentre il secondo decideva quanto lo ione dovesse "sentire"
che la trappola era collegata a un sistema macroscopico, e quindi "quanto"
comportarsi classicamente. In sintesi, i risultati dell'esperimento mostrano
che non possono esistere gatti di Schroedinger macroscopici e che il
passaggio dalle leggi quantistiche a quelle classiche avviene
esponenzialmente con l'aumentare del numero di elementi che compongono il
sistema fisico. Ma, soprattutto, che la decoerenza pu� essere controllata
via laser.
E non � tutto: oltre alla grande portata teorica, l'esperimento del Nist
potrebbe avere una forte ricaduta sulla prossima generazione di computer. La
trappola di Paul usata in laboratorio � infatti alla base dei "quantum
gates", che sono i mattoni con cui costruire i computer quantistici,
l'ultima frontiera del vertiginoso sviluppo informatico. Essere riusciti a
controllarne il comportamento � senz'altro una conquista notevole.
Received on Sun Apr 29 2001 - 14:59:45 CEST