La funzione d'onda è un oggetto matematico che riassume tutte le informazioni circa uno stato quantistico di una particella. Questa entità matematica viene comunemente utilizzata per determinare le probabilità che le particelle quantistiche mostrino determinate proprietà quando sottoposte ad un processo di misura. Mentre molti fisici hanno sempre interpretato la funzione d'onda come uno strumento statistico che riflette la nostra ignoranza sulle particelle oggetto di valutazione, il lavoro di Matthew F. Pusey, Jonathan Barrett e Terry Rudolph dimostra come essa debba essere considerata come un oggetto fisicamente reale. Nell'abstract dell'articolo i firmatari scrivono:
"Le funzioni d'onda sono gli oggetti matematici alla base della teoria quantistica. E' per questo sorprendente che fino ad ora i fisici non siano stati in grado di trovare un accordo su cosa queste rappresentino. Ci sono, in proposito, almeno due scuole di pensiero, ognuna delle quali antica quasi quanto la teoria quantistica stessa. La prima vede la funzione d'onda come una proprietà fisica di un sistema, proprio come lo sono la posizione o la quantità di moto in meccanica classica. La seconda la vede come un mero strumento statistico, come una distribuzione di probabilità in meccanica statistica. In questo articolo, partendo da pochi assunti largamente condivisi, mostriamo come l'interpretazione statistica della funzione d'onda è inconsistente con le predizioni della meccanica quantistica."
Una coppia di particelle quantistiche si definisce in uno stato di "entanglement" quando è avvenuta una interazione tale che una grandezza osservabile dell'una sia necessariamente complementare a quella dell'altra (ad esempio se una possiede spin -1/2 l'altra deve avere 1/2). In queste condizioni si verifica una sorta di "azione a distanza" per la quale, quando la sovrapposizione di stati di una delle due viene fatta collassare da una misura, istantaneamente, anche la funzione d'onda dell'altra particella collassa nello stato opposto. Questo avviene a prescindere dalla distanza alla quale si trovano le due particelle, apparentemente violando il limite della velocità della luce nella velocità di trasferimento dell'informazione.
E' su alcuni aspetti di questo bizzarro, seppur ben verificato, fenomeno che si basano le considerazioni esposte nel nuovo articolo dei fisici dell'Imperial College di Londra.
La portata teorica del loro lavoro è notevole: "Non vorrei sembrare enfatico, ma credo che a questo documento andrebbe probabilmente applicata la parola 'sismico’ ", spiega Antonio Valentini, fisico teorico specialista in fondamenti quantistici alla Clemson University, in South Carolina.
Il dibattito sull’interpretazione della funzione d'onda risale al 1920. Nell’interpretazione di Copenaghen, introdotta dal fisico danese Niels Bohr, la funzione d'onda era considerata come un mero strumento di calcolo. La linea di pensiero allora più diffusa nella comunità scientifica non incoraggiava a cercare una spiegazione più profonda riguardo alla funzione d'onda.
Anche Albert Einstein favorì un’interpretazione statistica della funzione d'onda; egli pensava addirittura che dovesse esserci qualche altra realtà sottostante non ancora conosciuta, in altre parole delle "variabili nascoste". Oggi numerosi esperimenti escludono nettamente questa possibilità: la natura al suo livello più elementare ha un comportamento intrinsecamente casuale. Altri invece, come il fisico austriaco Erwin Schrödinger, considerarono la funzione d'onda, almeno inizialmente, come un oggetto fisico reale.
Oggi, nonostante l'interpretazione di Copenaghen sia divenuta meno popolare di un tempo, è ancora molto diffusa l'idea che la funzione d'onda rifletta ciò che noi possiamo conoscere del mondo, piuttosto che la realtà fisica. Con l'articolo pubblicato però le cose sono destinate a cambiare; si può davvero dire che in questi giorni si apre un nuovo capitolo nella storia dell'interpretazione della meccanica quantistica.
Nessun commento:
Posta un commento