Da Messina in linea Carlo D'Arrigo 'Il mondo è quantistico?'

di Carlo D'Arrigo

Il mondo è quantistico? Una discussione fra il serio e il faceto

Sembra che la fisica quantistica sia uno dei maggiori avanzamenti della scienza e della cultura umana. La fisica quantistica rappresenta si, una reale rivoluzione culturale in quanto prevede un comportamento delle particelle che contraddice radicalmente il nostro modo di comprendere la realtà quotidiana e i presupposti su cui è stata fondata tutta la fisica precedente o classica. Eppure, a distanza di un secolo dalla sua nascita, a causa principalmente del formalismo matematico astratto e complesso su cui si basa, rimane misteriosa per i non addetti ai lavori. La fisica quantistica (o meccanica quantistica), o teoria dei quanti, è quella parte della fisica che spiega le proprietà di molecole e atomi e dei loro costituenti ancora più piccoli, come elettroni, protoni, neutroni e quark. Si immagini un mondo dove le leggi elementari della fisica si dissolvono, e prende piede una realtà più importante della fantascienza. Un mondo dove la realtà è una questione “di probabilità e non di certezza”. Questo è l’affascinante regno della fisica quantistica, un campo che si addentra nel cuore stesso della materia e dell’energia esplorando i mattoni essenziali dell’universo. 

La quantistica non è solo un fatto confinato al laboratorio o al calcolo infinitesimale ma è l’essenza del nostro mondo. Dai telefoni cellulari alle guide ottiche nelle fibre per telecomunicazioni la quantistica fa capolino ogni istante. Nonostante ciò la fisica quantistica rimane avvolta nel mistero per tanti.  La fisica classica afferma che uno stato o un movimento può essere determinato con assoluta certezza se conosciamo le forze e i punti di accesso delle particelle in movimento. La quantistica introduce il concetto di probabilità e incertezza. A livello quantistico possiamo prevedere solo la probabilità che un evento si verifichi. E’ un po' come prevedere il lancio di una moneta. Ma questa casualità non è una limitazione ma un’espansione delle possibilità di un evento. E’ ciò che rende il mondo quantistico pieno di sorprese.  
Spesso si sentono tante belle parole più o meno comprensibili con personaggi che, sovente, non sanno nulla di ciò che esprimono. Un po' come tanti politicanti quando parlano ai loro elettori. 

Ma allora la quantistica esiste, è vera, o è una politicata? No, purtroppo o per il nostro bene esiste ma non è intuitiva. Questo è, forse, il problema della quantistica: non è intuitiva. Il Nobel per la fisica Richard Feynman, studioso di quantistica, sostiene “se pensate di capire la meccanica quantistica, non capite la meccanica quantistica”. Ma, ovviamente, qualche spiegazione sulla “quantistica” bisogna pur darla, anche per far capire a un ignorante come me. La quantistica (o fisica/meccanica quantistica) è la teoria fisica che descrive il comportamento della materia, della radiazione (come quella del sole o del telefonino o di una lampadina led) e delle loro interazioni a livello microscopico, in particolare su scala atomica e subatomica. Il termine deriva da quanto (quantum, in latino "quanto", "quantità"), concetto introdotto dal fisico Max Planck nel 1900 e Indica che l'energia e altre grandezze fisiche non vengono scambiate in modo continuo, ma in "pacchetti" discreti e indivisibili chiamati quanti. 

Le novità assolute introdotte dalla quantistica sulla fisica tradizionale si possono così riassumere: 
-Gli oggetti microscopici (come elettroni e fotoni) si comportano sia come onde sia come particelle (dualismo onda-particella). 
-L'energia esiste solo in quantità definite e multiple di una costante minima (quantizzazione dell’energia). 
-Non è possibile misurare contemporaneamente e con precisione assoluta sia la posizione sia la velocità di una particella. 
Potrà sembrare un ossimoro ma proprio Albert Einstein, che po' considerarsi uno dei primi studiosi di quantistica, ha detto “Più la teoria dei quanti ha successo, più sembra una sciocchezza” e un’altra sua frase celebre “Dio non gioca a dadi con il mondo”, cioè il Mondo non è quantistico. E dire che Einstein nel 1921 ha vinto il Nobel proprio per l’Effetto Fotoelettrico, cioè per il dualismo Onda-Particella. A chiusura “probabilistica” di questo pezzo, vorrei dire ai lettori che senza la quantistica non avremmo i laser, i codici a barre, le fibre ottiche per la diagnostica e le moderne terapie chirurgiche invasive, i microchip dei computer e degli smartphone e nemmeno la Risonanza Magnetica e tutte le diavolerie che possono passarci per la mente in questo momento. Ah, dimenticavo, neanche le lampadine a Led ma questo è solo uno dei tanti particolari.
*Fisico, già Docente Università di Messina