La magia profonda della fisica quantistica

2024 Autore: Seth Attwood | [email protected]. Ultima modifica: 2023-12-16 16:08

Che ne sai di fisica quantistica? Anche uno studente di scienze umane come me capisce che la fisica e la fisica quantistica studiano cose leggermente diverse.

Allo stesso tempo, la fisica in generale è la scienza della natura, che studia come funziona il mondo e come interagiscono tra loro tutti gli oggetti e i corpi. Come branca della fisica, la meccanica quantistica studia il nostro mondo al suo livello più profondo. Il fatto è che tutto ciò che ci circonda è costituito da atomi. Ebbene, anche io e te non siamo altro che un insieme di atomi che hanno avuto origine nei nuclei delle supernove. Inoltre, quest'area della fisica è così complessa che molti scienziati ammettono di non capirla bene. Dato il numero crescente di domande senza risposta e alcune somiglianze tra la fisica quantistica e la magia, è incredibilmente attraente, ma può essere fuorviante, come fanno con successo molti ciarlatani e pseudoscienziati. In questo articolo cercheremo di capire perché la fisica quantistica è così simile alla magia.

Un fotone è una particella elementare che non ha massa e può esistere nel vuoto, muovendosi alla velocità della luce. Anche la carica elettrica del fotone è zero.

Nessuno al mondo capisce la meccanica quantistica

Tutti noi amiamo i trucchi magici. Soprattutto quelli durante i quali il mago riesce a far "saltare" le palline tra le coppe capovolte. Nei sistemi quantistici, in cui le proprietà di un oggetto, inclusa la sua posizione, possono variare a seconda di come lo si osserva, tali imprese dovrebbero essere possibili senza giochi di prestigio. Il fatto è che, secondo la teoria dei quanti, una particella elementare acquisisce un certo stato solo al momento dell'osservazione. È difficile da credere, ma alla fine gli scienziati sono stati in grado di provare sperimentalmente, usando un singolo fotone, che esiste in tre posti contemporaneamente. Ma come è possibile?

Uno degli esperimenti quantistici più famosi è l'esperimento della doppia fenditura, che ha mostrato che la luce e la materia possono comportarsi come una particella e un'onda allo stesso tempo.

Va notato che Albert Einstein era interessato ai successi della meccanica quantistica, con l'aiuto del quale si può descrivere con precisione il comportamento degli atomi e delle particelle elementari. Tuttavia, il brillante scienziato si è opposto a questa teoria e ha ridicolizzato il concetto che ne è alla base: la confusione. In meccanica quantistica, entanglement significa che le proprietà di una particella possono influenzare immediatamente le proprietà di un'altra, indipendentemente dalla distanza tra loro.

Successivamente, una serie di elaborati esperimenti dimostrò che Einstein si sbagliava: l'entanglement è reale e nessun'altra teoria può spiegarne gli strani effetti. Eppure, nonostante la capacità della teoria quantistica di spiegare i risultati sperimentalmente, molti scienziati riconoscono che la fisica quantistica è così complessa che è quasi impossibile comprenderla.

Tuttavia, l'entanglement non è l'unico fenomeno che separa la teoria quantistica dalla teoria classica. Secondo alcuni fisici, c'è un altro fatto scioccante sulla realtà quantistica che viene spesso trascurato e che si aggiunge alla "magia" di quest'area della fisica teorica. Secondo The New Scientist, nel 1967 Simon Cochen ed Ernst Specker hanno dimostrato matematicamente che anche per un oggetto quantistico, dove l'entanglement è impossibile, i valori che si ottengono quando si misurano le sue proprietà dipendono dalla situazione in cui si trova questo oggetto. Pertanto, il valore della proprietà A dipende dal fatto che tu scelga di misurarlo utilizzando la proprietà B o utilizzando la proprietà C. In termini semplici, non esiste una realtà indipendente dalla scelta della misurazione.

La magia della realtà

D'accordo, tutto questo è almeno strano e fa letteralmente scoppiare il cervello. Dopotutto, si scopre che la presenza di un osservatore determina il destino del sistema e lo costringe a fare una scelta a favore di uno stato. Ma non è questa un'interferenza della coscienza nella realtà materiale? E se teniamo conto che un fotone di luce può essere contemporaneamente sia una particella che un'onda ed essere in tre posti contemporaneamente, allora in quale mondo viviamo? È questa la prova dell'esistenza di realtà parallele con le stesse leggi della fisica?

E questa è solo una parte delle domande a cui la fisica moderna non ha risposte. Fino. Tuttavia, tutto ciò che era sconosciuto dai tempi antichi spaventava una persona. A volte le persone sono pronte a credere a qualsiasi cosa, purché ce ne sia almeno una - e non importa quale - risposta. Per questo motivo, non sorprende affatto che tutti i tipi di ciarlatani e pseudoscienziati siano così appassionati di fisica quantistica. Se, per motivi di interesse, accendi REN TV, puoi imbatterti in uno dei programmi sull'altro mondo, in cui un altro pseudo-scienziato funge da esperto. In 99 casi su 100, la sua falsa spiegazione dell'ordine mondiale includerà almeno una menzione della fisica quantistica. Allo stesso tempo, qualsiasi pseudoscienziato ostenta vivacemente termini scientifici come elettrone, fotone ed entanglement per ottenere un aspetto più o meno affidabile agli occhi di uno spettatore inesperto.

A volte mi sembra addirittura che ogni ciarlatano che si rispetti sia semplicemente obbligato ad avere un discorso sui segreti della fisica quantistica nel suo repertorio. Dopotutto, gli scienziati non hanno praticamente nulla da obiettare con le loro affermazioni secondo cui la meccanica quantistica è un mistero per gli scienziati. Non è conveniente? La divulgazione di tali idee può tradursi in una falsa visione del mondo per un gran numero di persone. Idee come queste contribuiscono anche alla propensione per la medicina alternativa e l'imposizione delle mani per malattie pericolose. Quindi, dagli schermi televisivi, gli esoteristi con la schiuma alla bocca dimostrano che il pensiero è materiale perché la fisica quantistica è qui, e i biologi cresciuti in casa intrecciano la fisica quantistica nelle loro idee infondate sul genoma delle onde, ecc. Tutto ciò contribuisce allo sviluppo del pensiero magico, di cui ho scritto in modo più dettagliato in precedenza, e alla crescita di miti e idee sbagliate sul mondo in cui viviamo.

Nel frattempo, la fisica quantistica è vera magia. La magia della realtà. Sì, non capiamo molto e non conosciamo le risposte alle domande generate dall'entanglement quantistico e dai risultati di numerosi esperimenti, incluso il gatto di Schrödinger, di cui ha scritto in precedenza il mio collega Nikolai Khizhnyak. Allo stesso tempo, la realtà è molto più interessante della finzione, perché non ne sappiamo molto: il nostro Universo è composto per il 95% da misteriosa materia oscura, e c'è anche energia oscura, che è responsabile dell'accelerazione dell'espansione dell'Universo. Inoltre, al livello più profondo, il nostro mondo è costituito dalle particelle più piccole che possono trovarsi in più luoghi contemporaneamente e comportarsi in modo diverso a seconda che le stiamo osservando o meno. Se questa non è la magia della realtà, allora cos'è la realtà?.

Allo stesso tempo, la scienza ha già fornito molte risposte alle domande più importanti sul nostro mondo. Ad ogni modo, penso che non ci sia niente di sbagliato nel non sapere qualcosa e nel non capire la fisica quantistica. La cosa principale è la nostra capacità di conoscere il più possibile, di conoscere l'Universo. Che, molto probabilmente, si conosce anche attraverso di noi.