Perché non possiamo essere in due posti nello stesso momento?

Pensateci un momento: siete in ufficio e contemporaneamente vi godete, seduto in una comoda poltrona di un cinema, il vostro film preferito. O mentre spingete il carrello al supermercato vi tuffate nello splendido mare di una spiaggia da cartolina. Bello no? Purtroppo le attuali nostre leggi fisiche non ne vogliono proprio sentire parlare di queste storie. Perché?

La risposta più semplice potrebbe essere perché gli oggetti di grandi dimensioni non sembrano essere soggetti alle stesse stravaganti leggi della meccanica quantistica che regola le particelle subatomiche. O almeno così asseriscono i fisici. Ovvero ciò che regola il macrocosmo (inteso non solo come oggetti dell’Universo) non ha una grande simpatia o affinità (decidete voi) con le regole del microcosmo, dell’infinitesimamente piccolo.

La linea di confine tra il mondo classico e quello quantistico, comprese le specifiche regole, rimane un mistero ancora irrisolto. Una molecola che possiamo descrivere in un sistema quantistico, teoricamente non esclude la possibilità che possa trovarsi contemporaneamente in due posti diversi; purtroppo (o fortunatamente?) quando la stessa molecola interagisce con l’ambiente, essa collassa in un “unico” stato classico: un fenomeno questo chiamato decoerenza quantistica. Niel Borh, grande fisico e matematico danese insieme al fisico tedesco Heisenberg, stabilirono già nel 1927 con una teoria molto evoluta soprattutto per quei tempi, che le leggi della meccanica quantistica si applicano a sistemi “isolati”; quando il sistema non è “isolato”, ad esempio durante una misurazione dello stesso, non è più “coerente” con il suo stato iniziale.

Un esempio molto comune è il comportamento dualistico onda-particella dell’elettrone: se un elettrone viene “sparato” su uno schermo contenente due fenditure, esso si comporterà come un’onda e passerà contemporaneamente dalle due fessure formando una figura d’interferenza. Quando osserviamo però questo esperimento, l’elettrone si comporterà come una particella e passerà da una delle due fenditure. Il motivo è spiegabile dal fatto che per osservare l’elettrone verranno emessi dei fotoni (luce, visto che possiamo vedere solo con essa) che “disturberanno” l’elettrone, quindi il sistema non sarà più isolato e il suo comportamento assolverà lo stato d’interazione con l’ambiente, collassando nello stato classico. Un comportamento sicuramente bizzarro, per non dire da prima donna. E’ come se l’elettrone fosse dotato della coscienza di essere osservato! Un cartone animato molto carino spiega questo esperimento al termine di questo articolo.

Lamine Brahim, ricercatore francese, asserisce che le onde gravitazionali potrebbero essere responsabili di tutto ciò. “Queste onde, presenti nel tessuto stesso dell’Universo e generate subito dopo l’espansione del Big Bang, causerebbero il collasso nell’unico stato classico da noi conosciuto”. Per verificare questa intrigante teoria, alcuni ricercatori austriaci pensano che si possano utilizzare degli interferometri particolari capaci di “registrare” le interferenze delle onde difratte su alcune molecole (l’interferometro è uno strumento molto utilizzato in astrofisica; permette lo studio degli effetti delle onde tramite l’ausilio della luce). Ma ancora una volta le idee viaggiano più veloci dei “mezzi” a nostra disposizione, per cui con gli interferometri disponibili oggi non è possibile osservare gli effetti delle onde gravitazioni che causerebbero questa decoerenza molecolare.

E’ indubbiamente scioccante solo pensare ad un risultato con prove certe di queste teorie. Dopo tutto noi siamo fatti di atomi e molecole che comunque obbediscono alle regole quantistiche. Verrebbe da chiedersi: perché gli atomi possono sperimentare queste “stranezze” quantistiche mentre noi (composti dagli stessi atomi di cui stiamo parlando) quando siamo in ufficio riusciamo sì a tuffarci in quel mare di cui parlavamo prima, ma solo con la nostra inarrestabile fantasia? Momentaneamente pare proprio che dobbiamo contentarci…