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lunedì 18 novembre 2013

Il principio di indeterminazione di Heisenberg è inesatto?

Negli ultimi giorni la fisica sperimentale ha fatto un importante passo in avanti riuscendo a misurare un fotone senza distruggerne lo stato quantico. Il risultato è di notevole importanza poiché uno dei principi fondamentali della fisica quantistica è quello di Heisenberg il quale asserisce che ad una particella non è possibile assegnare, e quindi conoscere, un definito valore della posizione e della velocità o quantità di moto nello stesso istante temporale.

Questo perché per determinare la posizione della particella, per esempio, dobbiamo “illuminarla” con dei fotoni, che ne alterano la velocità. Allo stesso modo, quando si procede a determinare con precisione la quantità di moto, se ne altera la posizione. Per la prima volta questo problema è stato aggirato da un esperimento svolto in Germania e precisamente dal gruppo di ricerca coordinato da Andreas Reiserer, dell'Istituto Max Planck di ottica quantistica a Garching. Ma come ci sono risuciti? I ricercatori hanno spiegato di aver realizzato un'apparecchiatura costituita da una cavità formata da due specchi molto riflettenti, posti uno di fronte all'altro. Quando un fotone viene messo all'interno della cavità, viaggia avanti e indietro migliaia di volte prima di essere trasmesso. Questo fa in modo che si generi una forte interazione tra la particella luce e gli atomi nella cavità: ciò permette di rivelare la presenza del fotone senza distruggere la particella e le informazioni codificate in essa.

Altri esperimenti ragguardevoli sono stati condotti da un gruppo di fisici dell’Università di Toronto diretti da Aephraim M. Steinberg e dal politecnico di Vienna University guidati da Yuji Hasegawa. Nel primo caso i ricercatori si sono accorti che il disturbo indotto dalla misurazione è minore di quanto richiederebbe la relazione precisione-alterazione espressa dal principio di Heisenberg. Nel secondo sono emerse delle conclusioni simili. Difatti i fisici di Vienna hanno rilevato che la regola per cui quanto più piccolo è l'errore in una misura, tanto maggiore è l'imprecisione nelle altre, vale ancora, ma il prodotto di errore e disturbo può essere reso arbitrariamente piccolo, anche più piccolo di quanto permetterebbe la formulazione originale di Heisenberg del principio di indeterminazione.
Dunque possiamo concludere, secondo quanto dice Yuji Hasegawa, che il principio di indeterminazione è ancora validissimo, tuttavia, come hanno notato diversi scienziati in tutto il mondo l'incertezza non sempre proviene dall'influenza perturbatrice della misura, ma dalla natura quantistica della particella stessa.

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