Era il 1935 ed Erwin Schrödinger era già stufo di leggere sciocchezze. Non era passato nemmeno un decennio dalla nascita della meccanica quantistica moderna, ma il mondo era già pieno di deliranti riflessioni pseudofilosofiche su cosa fosse realmente la realtà.
La svolta Nobel: come un esperimento degli anni ’80 ha confutato il famoso paradosso del gatto
Il famoso gatto di Schrödinger. Del suo gatto, di una scatola opaca chiusa e, inoltre, di un contenitore con un gas velenoso. Il contenitore in questione è controllato da un dispositivo di apertura che funziona solo se una particella radioattiva si disintegra in un determinato periodo di tempo.
Trascorso tale periodo, la probabilità che il gatto sia morto è del 50% e quella che sia vivo è anch’essa del 50%. “Se non apriamo la scatola”, ci dice la versione standard di questo ‘paradosso’, “il gatto sarà vivo e morto allo stesso tempo”. O, in altre parole, potevamo stare tranquilli: finché non avessimo aperto la scatola, il gatto non sarebbe stato realmente morto.
Nessuno capisce il povero Erwin. La cosa interessante è che, nonostante sia stato usato fino alla nausea per illustrare l’idea di sovrapposizione quantistica, Schrödinger lo ha usato per dimostrare quanto fosse assurdo applicare le categorie della meccanica quantistica al mondo reale (macroscopico). Per il fisico austriaco, il gatto sarebbe vivo o morto indipendentemente dal fatto che aprissimo o meno la scatola.
Ma… e se non fosse così? Tuttavia, mezzo secolo dopo tutto questo, c’era un gruppo di ricercatori dell’Università di Berkeley che non ne era così sicuro. Da alcuni anni si sapeva che ci mancava un tassello fondamentale per comprendere il processo di disintegrazione molecolare.
Cioè, “la capacità delle singole particelle di disintegrarsi è ben nota” (questo è, ad esempio, il fatto fisico che sta dietro al carbonio-14); il fatto è che, secondo quanto sapevamo della fisica, ciò non poteva essere. Le particelle non dovevano disintegrarsi.
Tra il 1984 e il 1985, John Clarke, Michel H. Devoret e John M. Martinis condussero una serie di esperimenti con un circuito elettrico chiuso con superconduttori e dimostrarono che, beh, Schrödinger si sbagliava.
In che senso si sbagliava? Come ho detto, l’intenzione dell’esperimento mentale del gatto era “dimostrare l’assurdità di questa situazione, poiché le proprietà speciali della meccanica quantistica tendono a scomparire su scala macroscopica. Le proprietà quantistiche di un gatto intero non possono essere dimostrate in un esperimento di laboratorio”.
Tuttavia, da quando questi ricercatori sono riusciti a dimostrare che le proprietà molto strane del mondo quantistico possono essere osservate anche in un sistema più grande, nulla di tutto ciò è così chiaro.
Questo è spiegato molto bene da persone come Anthony Leggett perché, sebbene “un sistema macroscopico composto da numerose coppie di Cooper rimanga di molti ordini di grandezza più piccolo di un gattino”, la chiave dell’esperimento è che “esistono fenomeni che coinvolgono un gran numero di particelle che, nel loro insieme, si comportano proprio come previsto dalla meccanica quantistica”.
Un Nobel per aver ucciso un gatto. “Saresti molto sorpreso se la palla apparisse improvvisamente dall’altra parte del muro. In meccanica quantistica, questo tipo di fenomeno è chiamato effetto tunnel ed è proprio il tipo di fenomeno che le ha dato la reputazione di essere strana e poco intuitiva”, spiegava il comitato del premio. Questo è esattamente ciò che questi ricercatori hanno dimostrato che poteva accadere a livello macroscopico.
Ma hanno fatto anche di più. E non mi riferisco al fatto di aver gettato le basi che ci hanno permesso di creare il sistema tecnologico che conosciamo: dai transistor dei microchip informatici che vediamo ovunque alla crittografia quantistica. No. Mi riferisco al fatto di aver sfumato il confine che separava il mondo dell’infinitamente piccolo dal mondo che conosciamo.
