Il gatto più famoso della fisica

Nel mondo microscopico delle particelle il nostro senso comune, alimentato dalle esperienze di tutti i giorni, non vale più. Ci sembra strano, ma gli atomi, gli elettroni ecc. obbediscono a leggi alquanto bizzarre (per il nostro modo di pensare). Il loro comportamento non è prevedibile con esattezza, ma solo in modo probabilistico, e soltanto quando li osserviamo la loro realtà diventa unica, a causa dell'inevitabile disturbo che l'atto di misurazione provoca sul sistema.

Mentre per un oggetto macroscopico, come un’automobile, possiamo per esempio dire con certezza che in un dato punto viaggia con una certa velocità, la stessa cosa non possiamo farla per le particelle, per le quali non è possibile conoscere con certezza contemporaneamente la posizione e la velocità. Si tratta di un’indeterminazione di principio, un limite della nostra conoscenza.

Immaginiamo di chiudere un gatto in una scatola, dove è presente un atomo radioattivo che quando decade emette un fotone che attiva uno strumento in grado di rompere una fiala di cianuro che uccide il gatto. L’atomo è quantistico e quindi contemporaneamente decaduto e non, per cui anche il gatto è allo stesso tempo vivo e morto! Solo l’osservazione potrà dirci cosa è successo al gatto. Prima di aprire la scatola lo stato del sistema non è determinato e c’è una sovrapposizione di due stati.

Questo esperimento mentale fu pensato da Erwin Schrödinger allo scopo di dimostrare che i risultati della meccanica quantistica sono paradossali se applicati alla realtà macroscopica. Ma qual è lo spartiacque tra la meccanica quantistica e la realtà macroscopica?

Sono stati fatti diversi esperimenti con atomi di dimensioni sempre più grandi che si comportano ancora in modo quantistico, ma sono sempre molti gli ordini di grandezza di differenza con il mondo macroscopico e non si hanno pertanto ancora indicazioni sui confini del micromondo.