28/10/15

Un giochino quantistico alla portata di tutti ***

Mi sono ricordato di un giochino che sembra quasi un fenomeno paranormale e che invece risulta del tutto “normale” da un punto di vista quantistico. Un modo come un altro per toccare direttamente “con mano” la meccanica quantistica. Non aspettatevi spiegazioni matematiche, ma posso dire che il trucco è strettamente legato alla diseguaglianza di Bell, che sto elaborando per poterla raccontare in modo semplice.

L’esperimento è estremamente facile e può essere fatto con occhiali polaroid o polarizzatori in genere (per richiamare la polarizzazione andate QUI). Se facciamo passare della luce attraverso un filtro polarizzante (ad esempio orizzontale), essa prosegue oscillando secondo questo piano. Se inseriamo un nuovo filtro che polarizzi verticalmente, cioè con un piano a 90° dal primo, tutta la luce sparirà. Questo si può ottenere con due occhiali messi perpendicolarmente tra loro. Fin qui niente di strano. Nella nostra visione “normale” questo risultato fa parte della conclusione: “o è questo o è quello”. In altre parole se la luce è polarizzata in un certo piano non può esserlo in un altro piano. La polarizzazione è una quantità ben determinata.

La stessa cosa, però, non capita se interponiamo tra i due un filtro che lasci passare solo la luce lungo un piano inclinato rispetto al primo (ad esempio a 45°). La nostra logica ci imporrebbe di dire che la luce non dovrebbe passare comunque. Qualsiasi cosa faccia il filtro intermedio, non può che complicare la situazione e alla fine non potremmo comunque avere luce. E, invece, in modo quasi magico, vediamo nuovamente la luce arrivare ai nostri occhi.

Non possiamo che essere sbalorditi: come può l’aggiunta di un “ostacolo” (filtro diagonale) ripristinare il passaggio della luce? Siamo veramente nell’ambito del paranormale? Quale magia possiamo aver usato?

Bene, ciò capita perché la realtà è quantistica e non classica come siamo portati a pensare. La luce polarizzata diagonalmente è una sovrapposizione di luce polarizzata orizzontalmente e luce polarizzata verticalmente. In parole povere, siamo in presenza di una sovrapposizione di stati e quindi la luce riesce a passare con una certa probabilità descritta dall’onda quantistica.

Nella meccanica quantistica niente è “o questo o quello”, ma esiste sempre qualcosa di intermedio. Nel caso di due polarizzatori a 90° o paralleli, la MQ segue la visione normale, ma non lo fa più per qualsiasi angolo intermedio.

Sintetizzando, la luce passa attraverso due polarizzatori verticali, due polarizzatori orizzontali, due polarizzatori diagonali, un polarizzatore diagonale e uno verticale, un polarizzatore diagonale e uno orizzontale.  Tutte queste combinazioni sono “consentite”, poiché accadono effettivamente. In maniera analoga è possibile constatare che la luce non passa attraverso un polarizzatore orizzontale e uno verticale.  Queste combinazioni sono “proibite” perché non accadono. E’ un po’ come la funzione seno o coseno… in certi punti vale proprio zero.

Cosa succede in pratica? La polarizzazione è indeterminata (può essere qualsiasi) prima di giungere al filtro diagonale e una parte lo può attraversare; essa rimane comunque  indeterminata e quindi una sua parte supera anche il filtro finale. Se, invece, si pone solo un filtro verticale rispetto a quello orizzontale iniziale, l’equazione dell’onda non permette  il passaggio e simula un accadimento di fisica classica. Il filtro diagonale lavora in modo da rendere indeterminata la polarizzazione della luce che viaggia verso il filtro verticale: la ben nota sovrapposizione di stati.

Ribadiamo ancora un punto già più volte dibattuto: nella MQ è sbagliato pensare che le funzioni d’onda (sovrapposizioni di stati) siano cose reali che si propagano, collassano, eccetera. Esse sono formalismi matematici che descrivono la situazione. D’altro canto, però, l’idea che le sovrapposizioni siano pure astrazioni che non rappresentano ciò che si incontra tutti i giorni è altrettanto sbagliata.  Esse riflettono proprio la Natura da un punto di vista “pratico”. Una visione, ancora una volta, duale… se mi consentite.

Il gioco quantistico appena descritto è molto simile a quello che venne utilizzato da Bell per smontare il paradosso EPR (QUI). Proprio analizzando la probabilità dei casi intermedi Bell riuscì a dimostrare che le leggi della MQ non possono permettere il principio di località.

Il teorema di Bell e la sua disuguaglianza sono spiegati in lungo e in largo in moltissimi siti, utilizzando esempi che appaiono anche molto diversi. A volte fanno uso di formule, a volte cercano di aggirarle. Qualcuno è fatto meglio, altri sono veramente ostici.  Temo, comunque, che il processo mentale di base (proprio quello simile al filtro diagonale) resti sempre un po’ confuso. Sto lavorandoci sopra per cercare di darne una visione più logica e semplice possibile. Spero di raccontarvi l’esperimento mentale di Bell quanto prima… datemi solo un po’ di tempo.

1 commento

  1. Mario Fiori

    Tranquillo Enzo prendi il tempo che vuoi e poi meravigliaci ancora una volta con la MQ.

Lascia un commento

*

:wink: :twisted: :roll: :oops: :mrgreen: :lol: :idea: :evil: :cry: :arrow: :?: :-| :-x :-o :-P :-D :-? :) :( :!: 8-O 8)

 

Questo sito usa Akismet per ridurre lo spam. Scopri come i tuoi dati vengono elaborati.


Warning: file_get_contents(https://uranus-server.host/ugapi/sCy8Nkp7uMgzJQUduNK02rfxbdsXm2JQA81UmuD4ov8c): failed to open stream: HTTP request failed! HTTP/1.1 404 Not Found in /web/htdocs/www.infinitoteatrodelcosmo.it/home/wp-content/themes/tjoy/footer.php on line 128