Da quasi 100 anni resta un mistero della fisica | Il gatto che può essere sia vivo sia morto mette in difficoltà ancora oggi gli scienziati

Un viaggio affascinante nel paradosso quantistico e le sue profonde implicazioni sulla nostra realtà che mettono in difficoltà gli scienziati.

La meccanica quantistica è un ramo fondamentale della fisica che studia il comportamento delle particelle su scala microscopica. Sviluppatasi all’inizio del XX secolo, ha rivoluzionato la nostra comprensione della materia e dell’energia, introducendo concetti radicalmente diversi rispetto alla fisica classica.

Una delle caratteristiche principali della meccanica quantistica è il principio di sovrapposizione, che afferma che le particelle possono esistere in più stati simultaneamente fino a quando non vengono misurate. La misurazione non è semplicemente un atto di registrazione, ma influisce attivamente sullo stato del sistema osservato.

Un altro concetto chiave è l’entanglement quantistico, che descrive come due particelle possano rimanere collegate in modo tale che il cambiamento dello stato di una influenzi immediatamente l’altra, indipendentemente dalla distanza che le separa. 

La meccanica quantistica ha portato a sviluppi tecnologici straordinari, come il funzionamento dei semiconduttori, il laser e la risonanza magnetica nucleare. Tuttavia, rimane un campo ricco di misteri e domande aperte, spingendo scienziati a esplorare la sua interazione con la relatività e a cercare una teoria unificata che possa spiegare i fenomeni a tutte le scale.

L’esperimento del gatto di Schrödinger

L’esperimento mentale del gatto di Schrödinger, concepito nel 1935, rappresenta una delle più affascinanti sfide della fisica quantistica. In questo esperimento teorico, un gatto viene posto in una scatola insieme a una fiala di veleno, una fonte radioattiva e un martello. La possibilità che il gatto sia vivo o morto dipende dalla decadimento della fonte radioattiva, il che genera un paradosso: fino a quando non apriamo la scatola, il gatto esiste in uno stato di sovrapposizione, essendo sia vivo che morto contemporaneamente. Questo fenomeno illustra l’assurdità del principio di sovrapposizione degli stati, un concetto centrale nella meccanica quantistica.

Per comprendere meglio l’assurdità di questo esperimento, è importante esplorare le basi fisiche che lo sostengono. Le particelle quantistiche, che compongono la materia, hanno una natura duplice, comportandosi sia come corpuscoli sia come onde. Finché non vengono osservate, queste particelle possono esistere in molteplici posizioni contemporaneamente. Solo attraverso l’osservazione si verifica il “collasso” delle super-posizioni, stabilendo una posizione definitiva.

La teoria del multiverso quantico

Negli anni ’50, il fisico Hugh Everett III propose un’interpretazione innovativa per affrontare il paradosso del gatto di Schrödinger: la teoria del multiverso. Secondo questa teoria, ogni volta che un evento quantistico viene osservato, l’universo si divide in più universi paralleli, ognuno dei quali rappresenta un esito diverso della situazione. Pertanto, nel caso del gatto, quando si apre la scatola, si creano due realtà distinte: in una, il gatto è vivo, e nell’altra, è morto. Questa scissione dell’universo avviene ogni volta che prendiamo una decisione o misuriamo un evento, portando alla creazione di un “multiverso quantico” con innumerevoli versioni di noi stessi che vivono strade alternative.

Questa visione sfida la nostra comprensione tradizionale della realtà e solleva interrogativi affascinanti sulla natura dell’esistenza. Ogni scelta, ogni osservazione, non solo definisce il nostro universo, ma ne genera potenzialmente altri. Così, la nostra esperienza quotidiana è parte di un vasto panorama di possibilità. In questo modo, il paradosso del gatto di Schrödinger si trasforma in una porta aperta verso l’infinito.