Cosa voleva dirci il gatto di Schrödinger

Il paradosso del gatto di Schrödinger è una delle immagini più iconiche della meccanica quantistica ed è stato proposto dal fisico austriaco Erwin Schrödinger nel 1935. Si tratta di un esempio visuale di quanto possa essere atipico o controintuitivo il comportamento delle particelle subatomiche secondo le leggi della fisica quantistica. La fisica quantistica è una teoria fondamentale della fisica che si occupa dello studio del comportamento della materia e dell’energia a livello subatomico, cioè su scale molto piccole, come atomi, molecole e particelle subatomiche come elettroni e quark. La fisica quantistica ha portato a una rivoluzione nella nostra comprensione del mondo naturale e ha prodotto risultati straordinariamente precisi che sono stati confermati da numerose esperienze e osservazioni.

Chi era Schrödinger

Erwin Schrödinger è stato uno dei principali teorici della meccanica quantistica del XX secolo. Nel 1935, ha proposto il suo celebre paradosso del gatto come critica alle interpretazioni allora dominanti della meccanica quantistica, in particolare l’interpretazione di Copenaghen formulata da Niels Bohr.

Paradosso del gatto di Schrödinger spiegato e discusso

Il paradosso del gatto di Schrödinger si basa su un’immagine mentale: immaginate di mettere un gatto in una scatola chiusa insieme a una piccola quantità di una sostanza radioattiva, un contatore Geiger che può rilevare la radioattività e un flacone di veleno. Secondo le leggi della meccanica quantistica, l’atomo radioattivo potrebbe essere in uno stato di sovrapposizione, cioè sia decaduto che non decaduto allo stesso tempo, fino a quando non viene osservato. Questo significa che, fintanto che la scatola rimane chiusa e non osserviamo l’interno, il gatto è contemporaneamente “vivo” e “morto”.

Schrödinger ha utilizzato questa immagine paradossale per sottolineare l’apparente assurdità delle interpretazioni della meccanica quantistica che implicavano che una particella subatomica potesse esistere in più stati simultaneamente, noto come principio di sovrapposizione.

Il paradosso del gatto di Schrödinger ha portato a dibattiti e discussioni sulla natura della realtà e sulla necessità di trovare un modo per “risolvere” il problema della sovrapposizione. Tuttavia, è importante notare che questo paradosso è un esempio teorico e astratto, e nella pratica non si possono verificare situazioni in cui un gatto possa essere contemporaneamente vivo e morto.

Applicazioni

I principi della fisica quantistica sono fondamentali per molte delle nuove tecnologie emergenti e innovative. La comprensione e l’applicazione di questi principi hanno aperto la strada a una vasta gamma di sviluppi tecnologici che stanno trasformando diversi settori. Ecco alcune aree in cui la fisica quantistica gioca un ruolo cruciale per le nuove tecnologie:

1. Computer Quantistici: I computer quantistici sfruttano il principio della sovrapposizione quantistica per eseguire calcoli molto più velocemente di quanto sarebbe possibile con i computer classici. Questi computer potrebbero rivoluzionare il campo della crittografia, dell’ottimizzazione, della simulazione di molecole e reazioni chimiche complesse, e molto altro ancora.
2. Teletrasporto: L’entanglement quantistico ha aperto la possibilità del teletrasporto quantistico, che è una forma di trasmissione di informazioni tra due punti che sfrutta l’intreccio quantistico. Questa tecnologia potrebbe essere utilizzata per la trasmissione di dati estremamente sicura e per lo sviluppo di reti di comunicazione quantistica.
3. Crittografia: La meccanica quantistica ha portato a sviluppi nella crittografia, che utilizzerebbe le proprietà quantistiche delle particelle per creare sistemi di crittografia praticamente inviolabili. Questa tecnologia potrebbe essere fondamentale per proteggere le comunicazioni online e i dati sensibili.
4. Sensori: I sensori basati sulla fisica quantistica, come i sensori a interferometria quantistica, sono estremamente sensibili e possono essere utilizzati in una serie di applicazioni, tra cui l’imaging medico ad alta risoluzione, la misurazione precisa del tempo e la rilevazione di piccole variazioni nei campi magnetici o gravitazionali.
5. Comunicazioni: Le comunicazioni quantistiche consentono la trasmissione di informazioni in modo sicuro grazie all’uso dell’entanglement quantistico. Questa tecnologia potrebbe migliorare notevolmente la sicurezza delle comunicazioni online, proteggendo le informazioni da potenziali attacchi informatici.
6. Simulazioni: La fisica quantistica permette di simulare sistemi complessi e molecole a livello atomico. Questo è cruciale per la ricerca farmaceutica, la progettazione di nuovi materiali e la comprensione di fenomeni chimici e fisici complessi.
7. Misure di Precisione: Gli strumenti quantistici come i orologi atomici offrono una precisione estrema nella misurazione del tempo e sono fondamentali per il funzionamento di sistemi di posizionamento globale come il GPS.