16 gennaio 2011

Breve storia del tempo (parte 4^) : Il tempo nella Meccanica Quantistica

"La fisica contemporanea è basata su concetti qualche volta analoghi al sorriso di un gatto che non c’è" (Albert Einstein).

Una ventina di anni Richard Feynman, uno dei più geniali fisici teorici che la scienza abbia avuto, fece questa affermazione: “Nessuno al mondo capisce la Meccanica Quantistica” .

Ancora oggi la situazione non è migliorata, anzi si è ulteriormente ingarbugliata, e possiamo tranquillamente dire che nessuno al mondo ha le idee veramente chiare sulla Meccanica Quantistica.

Ecco perché pur volendone parlare in relazione al concetto di Tempo mi sento in disagio e trovo delle difficoltà…

Infatti a causa del principio di indeterminazione di Heisemberg e del dualismo ondulatorio corpuscolare, a livello microscopico, atomico e subatomico, le cose sembrano sfuggire alla comprensione e fanno intuire, o ( per alcuni) temere, l’esistenza di entità o leggi che sembrano a tratti poter essere enunciate solo dalla filosofia e dalla teologia .

A livello atomico e nucleare, il tempo sembra assumere caratteri così imprecisi che sembra evaporare la consolidata esperienza che abbiamo del suo scorrere e del nostro saper individuare un istante preciso degli eventi. Infatti la misura del tempo, ad esempio quella dell’istante preciso in cui un atomo decide di decadere, è talmente insicura e incerta da apparire evanescente. Infatti nessuno al mondo può sapere se e quando un atomo decide di decadere e una volta che lo ha fatto, nessuno è in grado di stabilire il momento ‘preciso’ in cui l’ha fatto.

Fra l’altro il concetto di Tempo è così legato e complementare con quello dell’Energia che è impossibile conoscere ad un istante, di valore sempre più ‘certo’, un valore altrettanto ‘certo’ dell’energia posseduta in quell’istante da una particella: più preciso si fa il tempo in cui effettuiamo la misura dell’energia della particella, più incerta si fa la sua energia. Si arriva alla situazione paradossale che se l’istante è preciso e senza errore (ammesso che possa essere fatta tale misura, visto che anche gli orologi seguono le leggi della meccanica quantistica) allora l’incertezza sull’energia diventa infinita, cioè l’energia della particella potrebbe assumere in quell’istante qualunque valore, il suo valore ‘vero’ ammesso che sia esistito, non è più conoscibile.

Inoltre alcuni sofisticati esperimenti tipo quello EPR (immaginati dai fisici Einstein, Podolsky e Rosen) condotti in questi ultimi anni, sembrerebbero far emergere la necessità di dover prevedere una comunicazione istantanea o con velocità comunque superiore a quella della luce tra particelle distanti (1). Questo fatto introdurrebbe in fisica la possibilità che dei segnali possano viaggiare indietro nel tempo, il che, se questi segnali potessero influenzare il passato, introdurrebbe dei paradossi inestricabili!  (2)

I risultati di esperimenti di questo tipo hanno fatto ipotizzare fra l’altro l’esistenza di entità esterne allo spazio-tempo , come delle entità ‘spettrali’, che influenzerebbero il comportamento delle particelle  o addirittura realtà come il 'multiverso' (infiniti universi paralleli).
Alcuni studiosi ritengono che lo studio di questi enti sia una questione che non appartiene alla Fisica, ma il "significato" della loro ipotizzata esistenza  è un problema che comunque fisici,  filosofi e perfino teologi dovranno affrontare nei prossimi anni (3)
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Note
(1) La Relatività permette anche l’esistenza teorica di particelle che viaggiano a velocità superiore
a quella della luce, alla condizione che non possano mai diminuire la loro velocità e viaggiare meno velocemente della luce. Queste particelle sono state chiamate ‘Tachioni’. La loro effettiva esistenza imbarazzerebbe molto i fisici perché potrebbero essere utilizzati per inviare segnali nel passato mettendo in crisi il concetto di causalità!

(2) Per essere più cauti cito Paul Davies ( da – I Misteri del tempo – Ed.Mondadori 1995):
‘Esperimenti ancora più sofisticati sono in fase di preparazione. Essi non consentirebbero però
agli sperimentatori di inviare effettivamente dei segnali nel passato o di alterarlo. Dimostrerebbero piuttosto che la natura specifica della realtà passata che viene rivelata dalle osservazioni sperimentali non è definitivamente fissata fino a quando l’intero esperimento non viene portato a termine.’

(3) “gli ultimi progressi della teoria quantistica, come il before-before experiment, noto anche come Suarez-Scarani experiment, stabiliscono che non sia possibile trovare una spiegazione causale per l’ordine di click dei detector, e che dunque tale ordine abbia una provenienza esterna allo spaziotempo”, dice lo studioso Antoine Suarez, fisico quantistico e direttore del Center for Quantum Philosophy (Zurigo, Ginevra). (fonte: Il Sussidiario.net, giornale on line)

(continua con la parte 5^)

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