L'universo Quantico e i suoi protagonisti

Scienza e Fisica Quantistica

Tutto influisce su tutto, l’osservatore cambia il comportamento dell’oggetto osservato, due parti dello stesso intero rimangono collegate al di là dello spazio e del tempo.

Redazione - Scienza e Conoscenza - 07/05/2021

Articolo tratto da Scienza e Conoscenza n.76

Chi siamo e dove viviamo? Le grandi domande della scienza sono ancora aperte, in questo momento più che mai. Come è nato l’universo? Che posto occupa l’essere umano al suo interno? Che cosa sono la vita e la morte? Cos’è il libero arbitrio?

Viviamo in un universo meccanico o possiamo, con la nostra mente, influire sugli eventi che ci accadono? La scienza del XX secolo ha realizzato un gigantesco passo avanti dichiarando, attraverso le stupefacenti scoperte della fisica quantistica, che l’universo macroscopico e quello microscopico sono due componenti complementari di un sistema unitario, un essere unico e indivisibile che svela sfaccettature di se stesso in una straordinaria diversità di forme di manifestazione.

Tutto influisce su tutto, l’osservatore cambia il comportamento dell’oggetto osservato, due parti dello stesso intero rimangono collegate al di là dello spazio e del tempo, esiste una coscienza unificatrice che riporta sempre le parti separate nel flusso universale, ricostruendo continuamente quell’Uno indivisibile, gli esseri umani hanno la capacità di decidere attraverso i propri pensieri la sorte del grande universo e della propria vita.

La fisica quantistica non è solo un ramo della scienza,
patrimonio e dominio degli scienziati, ma uno strumento di trasformazione
ed evoluzione umana a portata di mano di tutti.

In mezzo tra l’infinitamente piccolo e l’infinitamente grande, l’essere umano, questo solitario sconosciuto, così fragile e così potente, costituisce la chiave di accesso ai più grandi misteri dell’universo.

Basta svegliarsi e prendere coscienza della propria grandezza e della propria potenzialità. La nuova scienza che sta per arrivare è la scienza in cui ogni essere umano diventa uno scienziato che impara, conosce, padroneggia i poteri della sua mente e usa questi poteri per costruire un mondo straordinario e ancora sconosciuto, in un continuo divenire di infinite possibilità mai sperimentate finora.

La fisica quantistica in un’enciclopedia per tutti

Il Dizionario Enciclopedico di Fisica quantistica (pubblicato per la prima volta da Macro Edizioni nel 2004 con il titolo Q come Quanto) è una lettura affascinante e avvincente. Nelle sue quasi novecento pagine troviamo più di mille voci tra concetti di fisica quantistica e biografie di centinaia di straordinarie personalità scientifiche che hanno dedicato le loro vite e le loro menti alla missione di scoprire i misteri nascosti dell’universo e dell’essere umano. La missione dell’autore, John Gribbin, è quella di tradurre in un linguaggio accessibile a tutti i ragionamenti logici, scientifici ma anche profondamente umani, che stanno celati nelle formule matematiche.

Un libro che ci invita a leggere, studiare, riflettere, sperimentare. Un libro da aprire ogni mattina al risveglio per prendere a volo due righe su cui riflettere poi durante la giornata.

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In seguito potrai leggere due delle centinaia di voci presenti nel dizionario: il concetto di fisica quantistica

Che cos’è la fisica quantistica?

«La fisica quantistica è la fisica che descrive il comportamento del mondo su scala infinitamente piccola, ovvero a livello di molecole, atomi, elettroni e particelle ancora più piccole.

La caratteristica del mondo quantistico a cui la fisica quantistica deve tale denominazione, è che in questo contesto i processi fisici sono discontinui e hanno luogo in forma di salti quantici.

Tali salti discontinui sono però infinitesimali, giacché lo è anche la costante di Planck, quindi il numero enorme di salti quantici che si verificano a livello submicroscopico finisce, sommandosi, per dare lʼillusione di un mondo in cui i cambiamenti avvengono in modo regolare e continuo.

Il mondo quantistico ha altre caratteristiche peculiari. Opera in accordo alle leggi del caso, quindi unʼentità quantistica sceglie tra le opzioni disponibili in modo casuale (tale scoperta provocò il disappunto di Albert Einstein, che pronunciò il suo famoso commento: «Non posso credere che Dio giochi a dadi»).

La casualità del mondo quantistico è stata dimostrata in infiniti esperimenti. Il mondo quantistico è inoltre caratterizzato dalla non-località. Due entità quantistiche che hanno in qualche modo interagito tra loro oche fanno parte dello stesso sistema, come due fotoni emessi contemporaneamente dallo stesso atomo), restano in qualche modo collegati uno allʼaltro per sempre, cosicché sono “consapevoli” del loro reciproco stato e di qualsiasi cambiamento avvenga nel partner (si veda esperimento di Aspect).

Inoltre, nelle equazioni della fisica quantistica non cʼè nulla che distingua il passato dal futuro e indichi una freccia del tempo universale, ma questʼultima caratteristica è condivisa dalla meccanica classica […]. Sebbene la fisica quantistica possa risultare bizzarra, funziona!

Dove viene applicata la fisica quantistica?

Uno dei più comuni esempi di fisica quantistica in atto, in un’applicazione domestica comune, è il laser. Quasi tutti possiedono un lettore di CD, che funziona analizzando un supporto (il disco) con un raggio laser, alla ricerca delle informazioni ivi accumulate (parole, musica, immagini o quant’altro).

Come il suo cugino, il maser, il laser opera sulla base di principi quantici fondamentali che implicano emissione stimolata di radiazioni dagli atomi.

Studiando l’emissione spontanea, e ponendo le regole statistiche di base per la teoria quantistica, Albert Einstein fu il primo (1916) a rendersi conto che un atomo eccitato poteva essere spinto a rilasciare un quanto d’energia (un fotone) per poi ricadere al suo stato fondamentale, ricevendo una spinta da un altro fotone con la stessa lunghezza d’onda di quello che l’atomo era stato costretto a rilasciare.

Invece di una cascata di neutroni, così come avviene in una reazione a catena, il funzionamento del laser provoca una cascata di fotoni da una serie di atomi eccitati.

Ci sono molte variazioni sul tema, che si basano comunque sullo stesso principio. Lʼenergia incoerente (radiazione in cui tutti i fotoni sono alla rinfusa, cosicché lʼonda di un fotone viene in parte annullata e in parte rinforzata dalle onde del fotone accanto) viene impiegata per eccitare gli atomi, e il meccanismo del laser (o del maser, stesso processo con lunghezza dʼonda superiore) rilascia quellʼenergia in fasci coerenti in cui tutti i fotoni procedono allʼunisono, cosicché lʼenergia di ogni onda rinforza quella delle altre in modo da creare unʼinterferenza costruttiva. Abbiamo applicazioni dei laser in microchirurgia e nellʼindustria dellʼabbigliamento e possiamo vederli allʼopera in qualsiasi supermercato (lettori di codici a barre): tutte applicazioni della fisica quantistica.

I computer quantistici

Tutti i moderni computer, dal microprocessore inserito nella lavastoviglie al computer di casa, fino al più grande supercalcolatore elettronico al mondo, ·dipendono dalle proprietà dei semi-conduttori, in cui le proprietà degli elettroni di conduzione (come in tutti i conduttori) dipendono dalla statistica di Fermi-Dirac. Le future generazioni di computer potranno avvalersi di una promettente possibilità, la superconduttività (si veda anche giunzione di Josephson).

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