Nel paradosso del gatto di Schrödinger si parla di “sovrapposizione di stati quantistici”. Ma cosa vuol dire esattamente?

Del paradosso del gatto di Schrodinger vi avevamo già parlato in un precedente articolo. L’esperimento mentale ideato da Erwin Schrödinger nel 1935 presentava un gatto che, in uno stato noto come sovrapposizione quantistica, può essere sia vivo che morto nello stesso momento, come conseguenza di un evento casuale che può verificarsi o meno. Ma cosa si intende per sovrapposizione quantistica e cosa c’entra con il principio di sovrapposizione descritto nella meccanica quantistica? Cerchiamo di fare un po’ di chiarezza.

Il paradosso del gatto di Schrödinger. Crediti: Michael S. Helfenbein/Yale University

Gli stati quantistici

Si tratta del primo postulato della meccanica quantistica e in parole povere afferma che due o più stati quantistici (l’esempio del gatto vivo o morto, per capirci) possono essere sovrapposti (la scatola dove è chiuso il gatto è chiusa, ricordate?). Il risultato di questa somma sarà un altro stato quantistico valido. Allo stesso modo uno stato quantistico può essere rappresentato dalla somma di due o più stati. In pratica solo aprendo la scatola si risolverà questa sovrapposizione di stati.

Si tratta di un principio applicabile a tutti quei sistemi che ammettano stati fondamentali che generano stati possibili. Il moto di un qualunque corpo, ad esempio, può essere scomposto nella somma di un termine di moto libero e di un moto forzato. In informatica viene usato per scomporre un problema in altri sotto-problemi più semplici. In elettronica nel risolvere un circuito calcolando tensioni e correnti separatamente. Spesso vengono usate definizioni come “due o più funzioni d’onda che descrivono lo stesso stato quantistico”. Una funzione d’onda non è altro che una funzione matematica complessa delle coordinate spaziali e temporali.

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