Photon Quantum Cat

di - sabato 29 agosto 2015 ore 07:10

No, non è il titolo di un album inedito dei Pink Floyd, ma sono i protagonisti del post di oggi. Su cosa sia un gatto (cat) siamo tutti d’accordo. Un fotone (photon), tanto tanto. Ma cosa è un quanto (quantum)?

Proviamo a capirci qualcosa. Prendiamo come esempio la luce. Un raggio di luce è composto da tante particelle che sono i suddetti fotoni. Questi sono come dei minuscoli aghi orientati in un certo modo nello spazio. Il loro orientamento nello spazio (che è sempre perpendicolare alla direzione del loro moto) si chiama polarizzazione. La polarizzazione è un esempio di fenomeno quantistico. Perché? Perché quando cerco di osservarla ottengo sempre un risultato sorprendente ed inaspettato.

Vediamo cosa intendo. Per misurare la polarizzazione si usano i filtri polarizzatori. Sono come dei minuscoli cancelli con tante fittissime sbarre parallele. Quando un fotone arriva davanti al cancello, secondo voi cosa fa? Passa o non passa? Non ci vuole Einstein per supporre che passa se è allineato con le sbarre e che invece ci sbatta contro se non è allineato! E invece no! Il fotone a volte passa a volte no! Per esempio se il suo orientamento (ossia la sua polarizzazione) è a 45 gradi rispetto alle sbarre, ha il 50 % di probabilità di passare e il 50 % di non passare. Non solo, se passa, dopo il passaggio ha la stessa orientazione delle sbarre del filtro.

Ma come ha fatto a passare se non era a allineato? E come mai dopo lo è? E qui la mente creativa dei fisici ha risposto inventando la fisica quantistica il cui succo è che il fotone, prima di passare ha tanti orientamenti diversi allo stesso tempo. E quello che ci mostra di volta in volta è del tutto casuale.

E' un po' come se il nostro amato/a fosse biondo e moro allo stesso tempo! E ad ogni appuntamento lo vedessimo a sorpresa ora biondo ora moro, in modo completamente random.

Oppure come il famoso gatto di Schrödinger (uno dei padri fondatori della fisica quantistica), protagonista di un esperimento quantistico in cui si è trovato ad essere mezzo vivo e mezzo morto, o meglio sia vivo che morto !!! (si tratta di un esperimento mentale, niente paura!) E se non vi è chiaro come questo sia possibile, non vi preoccupate, è un paradosso che assilla i fisici da più di mezzo secolo! … E forse ora non siamo nemmeno più così d’accordo su cosa sia un gatto: Se può essere vivo e morto contemporaneamente, non si potrà certo dire che sia un essere vivente!

Nel frattempo consoliamoci godendoci lo spettacolo di come è finito il Sig. Schrödinger quando il malcapitato felino ha intuito di essere la cavia del macabro esperimento.