Il Gatto di Schrodinger è sia vivo che morto
Scienza e Fisica Quantistica
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Il Gatto di Schrodinger è la denominazione abbreviata di un esperimento ipotetico, congegnato da Erwin Schrodinger nel 1935 per dimostrare l’assurdità dell’Interpretazione di Copenhagen della meccanica quantistica. John Gribbin, astrofisico e famoso divulgatore scientifico britannico spiega anche questo concetto nel Dizionario Enciclopedico di Fisica Quantistica.
Redazione - Scienza e Conoscenza - 01/04/2022
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I punti deboli dell’Interpretazione di Copenhagen
Schrodinger era particolarmente preoccupato in merito a due punti dell’Interpretazione di Copenhagen:
- L’idea che un sistema quantistico potesse trovarsi in una sovrapposizione di stati
- Il prerequisito dell’Interpretazione di Copenhagen della presenza di un osservatore intelligente per far “collassare la funzione d’onda” e forzare un sistema quantistico a assumere un unico stato.
L’enigma dipende dalla predisposizione di un sistema in cui ci siano esattamente 50% probabilità che possa verificarsi un certo evento quantistico, come il decadimento di un nucleo radioattivo.
Secondo la logica convenzionale della meccanica quantistica, il nucleo esiste in una sovrapposizione di stati, per metà decaduto e per metà no, finché il suo stato non viene misurato. Solo a quel punto si decide la sua situazione. Schrodinger ipotizzò che la sostanza radioattiva potesse essere sigillata in un contenitore d’acciaio privo di finestre (o una scatola di grandi dimensioni) assieme a un rilevatore o un semplice contatore Geiger, col quale monitorarlo. Il rilevatore è collegato in modo da liberare una nuvola di gas velenoso in quello stesso locale qualora il materiale radioattivo finisca per decadere, e in quella stanza il gatto, ormai celebre. Se la camera è sigillata e nessuno può guardare cosa vi succede, allora quando il nucleo radioattivo è in una sovrapposizione di stati (cinquanta e cinquanta, come previsto dall’Interpretazione di Copenhagen più rigorosa), anche il contatore Geiser, il gas velenoso e il gatto si trovano in una sovrapposizione di stati. Il materiale radioattivo è decaduto e non è decaduto, e il gatto è stato nel contempo ucciso e non ucciso.
Il Gatto di Schrodinger è sia vivo che morto!
Si tratta di un esperimento concettuale e nessun gatto ha mai dovuto subire un’atrocità del genere! Ma se l’Interpretazione di Copenhagen fosse corretta, tutto quanto resterebbe nel limbo finché un osservatore intelligente non intervenisse dando un’occhiata alla situazione. A quel punto, la sovrapposizione di stati collasserebbe e il gatto assumerebbe una sola condizione, vivo o morto. Ma finché l’osservatore non interviene, la situazione all’interno della stanza è caratterizzata dalla presenza, come disse lo stesso Schrodinger, “di un gatto vivo e morto che è miscelato o spalmato in parti eguali”.
Quella situazione a dir poco inconcepibile spinse alcuni fisici a cercare interpretazioni alternative, in definitiva con buon successo.
Tuttavia, nonostante le assurdità e i paradossi come quello del Gatto di Schrodinger, l’Interpretazione di Copenhagen mantiene ancora una posizione cardinale in buona parte di libri di testo ed è insegnata alla gran parte degli studenti come interpretazione standard della meccanica quantistica.
Erwin Schrodinger (1887-1961) è un fisico austriaco, che sviluppò la meccanica ondulatoria, formulazione della fisica quantistica. Grazie a questa teoria ottiene nel 1933 il Premio Nobel per la Fisica.
