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Gatto di Schrodinger

Paradosso del gatto di Schrodinger

Nel 1935 il fisico austriaco Erwin Schrodinger propose un esperimento mentale che mostrava un aspetto critico nei confronti dell'interpretazione di Copenaghen della meccanica quantistica, secondo la quale ogni sistema si trova sempre in una sovrapposizione di quelli che sono tutti gli stati possibili, finché non interviene un osservatore ad effettuare una misura perturbando il sistema e forzandolo in un ben preciso stato.

La situazione proposta dal fisico prese il nome di gatto di Schrodinger e secondo la definizione che egli stesso fornì consisteva in questo: si rinchiude un gatto in una scatola d'acciaio che occorre proteggere dalla possibilità di essere afferrata direttamente dal gatto.

In un contenitore si trova una minuscola porzione di una sostanza radioattiva così poca che nel corso di un'ora è probabile che uno dei suoi atomi si disintegrerà ma anche in modo ugualmente probabile nessun atomo si disintegrerà.

Se l'evento si verifica attraverso l'azione di un relè si attiva un martelletto che rompe una fiala con dentro del cianuro. Se la fiala col cianuro viene rotta il gatto morirà altrimenti resterà vivo.

Dopo aver lasciato indisturbato questo intero sistema per un'ora dunque si direbbe che il gatto è ancora vivo se nel frattempo nessun atomo si fosse disintegrato mentre se si fosse verificata almeno una disintegrazione atomica lo avrebbe avvelenato.

Per cui possiamo considerare il gatto sia vivo che morto fino a quando non apriremo la scatola cioè i due stati essere vivo o essere morto secondo la meccanica quantistica devono coesistere finché l'osservatore non apre la scatola e con la sua osservazione fisserà il sistema in uno dei due stati possibili.

Gatto di Schrodinger

Il paradosso del gatto di Schrodinger contrappone nettamente l'interpretazione della realtà che scaturisce dalla meccanica quantistica a quella a cui siamo abituati quotidianamente dalla fisica classica.

Per la meccanica quantistica è l'osservatore che decide il destino del gatto cioè è come se fosse l'osservatore con la sua misura a plasmare la realtà e questa non si determini in un preciso stato indipendentemente dalla misura che un osservatore effettua.

Il paradosso proposto sottolinea due aspetti controversi dell'interpretazione di Copenaghen della meccanica quantistica:

  • il primo aspetto controverso è quello di natura fisica: come è possibile che un'indeterminazione su scala microscopica possa generare conseguenze paradossali su scala macroscopica (il gatto è vivo e morto contemporaneamente)
  • il secondo aspetto è di natura filosofica: la realtà esiste indipendentemente da chi la osserva.

Negli anni Novanta del ventesimo secolo si è cercato di dare una spiegazione a questo paradosso dicendo che più un sistema è grande e in contatto con l'ambiente esterno più la sovrapposizione degli stati quantistici viene meno.

Il gatto pur trovandosi nella scatola è a contatto con le pareti della scatola stessa e l'aria che c'è al suo interno che fungono da osservatori e quindi il gatto rimane "osservato" tutto il tempo per cui sarà o vivo o morto.

Se la natura del gatto fosse quella di una particella subatomica per cui valgono le regole della meccanica quantistica allora le cose sarebbero nettamente diverse coesistendo tutti gli stati possibili del sistema.

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