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Scienza

Relatività quantistica

 

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foto da pixabay

Post sempre stimolanti quelli di Stefano, anche senza pretesa di scientificità danno lo spunto per interessanti riflessioni:

Premetto: la mia preparazione scientifica è del tutto autodidatta e gravemente carente, ma a me piace il ragionamento scientifico e sono avido di ogni occasione mi capiti a tiro per imparare qualcosa. Una volta sono andato ad una conferenza sulla Relatività tenuta da un professore di fisica dell’università di Ancona. Ad un certo punto lui disse che nella Fisica attuale l’estremamente grande è regolato dalla Relatività, appunto, mentre l’estremamente piccolo è codificato dalla
Meccanica Quantistica. Essendo una persona intellettualmente onesta ha ammesso subito che in futuro sarebbero state necessarie nuove scoperte per unificare le due teorie in apparente ed assoluta opposizione.
Ora cercherò di spiegare in che cosa consistono alcune incompatibilità tra le due teorie.
Nella Relatività si presuppone che la velocità della luce, per quanto sia enorme, è il limite massimo.
Non può esistere nulla che vada più veloce e, addirittura, che un corpo qualunque, dotato di massa (quello che qui sulla terra chiamiamo peso), non può neanche raggiungerla quella velocità. In pratica solo il fotone (la particella fondamentale della luce) può andare a quella velocità, ma… e già qui c’è una prima considerazione da fare: se E=MC2 e cioè che la massa è solo un concentrato di energia. Ma se la particella più piccola dell’energia è il fotone… per quanto piccola, un po’ di massa ce l’avrà no? Tant’è vero che la luce viene deviata dalla gravità delle stelle e quindi un po’ pesa! Come fa ad andare alla famigerata velocità? Ma a parte questo, sin da quando usiamo i fari marittimi, noi adoperiamo i fotoni per comunicare, anche la radio funziona emettendo un tipo di fotoni, perché è il modo più veloce che c’è. Però è una velocità finita, non è istantanea, infatti il nostro Rover marziano ha bisogno di alcuni minuti prima di rispondere ai comandi terrestri e la luce
del sole impiega otto minuti per giungere a noi. Nessuna informazione, secondo la Relatività, può arrivare più veloce della luce. Quindi, tra l’altro, il concetto di spazio e di distanza è ben solido secondo Einstein. Ma anche quello di tempo, perché sono collegati! Perché ho bisogno di misurare, sì, un certo tempo che trascorre tra quando l’informazione parte e quando arriva. Ma quando andiamo nel piccolo che succede? Se prendiamo due elettroni… diciamo gemelli (ogni elettrone ha il suo gemello!) uno gira in un senso e l’altro nell’altro, per forza! Se prendiamo uno dei due e lo portiamo lontanissimo dall’altro e poi lo costringiamo a cambiare il senso di rotazione,ISTANTANEAMENTE l’altro fa lo stesso! Ma non dopo un po’… SUBITO!!! Ma, un momento: come fa l’altro a sapere di suo fratello nello stesso istante? Abbiamo visto che l’informazione, al massimo, va alla velocità della luce e quindi? Magari il concetto di spazio è… relativo? Eh sì, perché la distanza a cui abbiamo separato gli elettroni non è infinitesima, ma di migliaia di Km, e quindi sottoposta alla tesi Einsteiniana. Questo fenomeno si chiama Entanglement. Un bel problema per le nostre menti Relativistiche! No, anche perché insieme allo spazio si va a incrinare anche il concetto di tempo, perché se quelli (gli elettroni) reagiscono istantaneamente… è come se fosse tutto qui e adesso… è come se l’universo sia non spaziale e non temporale!
Ma c’è di più: ogni atomo od ogni molecola si scuote sempre, vibra. Anche dentro un solido di cui è parte, dentro al suo spazio di pertinenza, va a sbattere continuamente ed a casaccio contro lo spazio occupato da altri atomi o molecole. Questo è quello che noi chiamiamo calore e quelli sono i moti Browniani (dal nome del suo scopritore). All’aumentare della temperatura i moti aumentano, infatti il corpo si dilata poiché le particelle si allontanano tra loro per via degli sbattimenti più forti e reciproci. Al raffreddamento estremo, allo zero assoluto (la temperatura teorica di ­273 gradi  centigradi) gli atomi cadrebbero gli uni sugli altri fino a compattarsi all’infinito in un unico punto, ma questo non è possibile… anche se… il concetto di spazio? Comunque, dicevamo, vibrano in direzioni casuali… e se per caso… vibrassero tutti insieme nella stessa direzione? Magari verso l’alto. All’improvviso ci potremmo trovare con una forchetta che si solleva dal nostro tavolo e va a spasso per la nostra cucina volando qua e la… Possibilissimo! Non si violerebbe nessuna legge della termodinamica, la quantità di calore (che è energia) contenuta nella nostra forchetta è una forza più che sufficiente per permetterlo. Ok, normalmente non può succedere, poiché se un atomo va verso l’alto, l’altro va verso il basso… e statisticamente tutti i moti si annullano a vicenda.
Però che succede nella fisica quantistica?
Che non si può determinare la posizione di una particella o di un atomo, con precisione, attraverso dei calcoli matematici, perché la presenza stessa dello strumento di misurazione o dell’osservatore influisce e varia l’esperimento. L’osservatore diventa attore e parte dell’esperimento! Anche attraverso la volontà stessa dell’osservatore! E’ dimostrato che se l’osservatore vuole provare che un fotone sia una particella, il fotone diventa una particella. Se invece lo stesso vuole controllare che sia un’onda il fotone diventa un’onda. Badate bene che le due cose non sono compatibili! In
pratica, nell’infinitamente piccolo, la volontà dello sperimentatore condiziona l’esito
dell’esperimento.
Ora si potrebbe dedurre, tornando alla nostra forchetta, che se uno sperimentatore avesse la capacità di condizionare contemporaneamente tutte le particelle che compongono l’attrezzo da tavola, magari con uno sforzo di volontà ben direzionato, la forchetta potrebbe adempiere al suo compito senza l’uso delle mani… o no?
Come si chiamava una volta questa cosa? Ah… magia!
Quindi non si potrebbe dedurre che la fisica vera è quella quantistica e che nel grande non funziona solo per motivi statistici?
O solo per una scarsa forza di volontà?
Quella carenza che non ci permette di essere quegli Dei che meriteremmo di essere?