Quello del gatto di Schrödinger è uno degli esperimenti teorici più conosciuti al mondo. Tale esperimento è nato per spiegare il paradosso della meccanica quantistica applicata ad un sistema fisico macroscopico. Ma al giorno d’oggi è divenuto un esempio chiave per far comprendere meglio la fisica quantistica. Ai più è però conosciuto perché oggetto di vignette e scene ironiche.

L’esperimento teorico del gatto di Schrödinger rappresenta ormai, come anche il paradosso dei gemelli, uno degli esempi più comuni che si sentono in una lezione di fisica. Si usa questo esempio per spiegare il principio di incertezza della meccanica quantistica. Tale paradosso però è molto conosciuto anche al di fuori dell’ambito accademico tra vignette e scene umoristiche. Un esempio è una scena dell’episodio 1×17 della serie The Big Bang Theory. Penny chiede un consiglio sulla sua relazione con Leonard a Sheldon (ovviamente la persona più adatta per risolvere la questione). Lo scienziato paragona la situazione sentimentale tra i due al gatto di Schrödinger, esempio che porta incomprensione tra Penny e Sheldon.

Come è nato l’esperimento del gatto di Schrödinger

Nel 1935 Schrödinger formulò il paradosso per mettere in mostra le contraddizioni dell’Interpretazione di Copenhagen della teoria quantistica proposta da Bohr. Questa prevede che uno stato quantico sia descritto da una sovrapposizione di più sistemi. Quando si va ad effettuare una misurazione di un parametro, si conosceranno di conseguenza anche i valori di tutti gli altri. In risposta a ciò venne ipotizzato l’esperimento del gatto di Schrödinger.

gatto di Schrödinger
Credit: https://it.wikipedia.org/wiki/Paradosso_del_gatto_di_Schr%C3%B6dinger

Si rinchiuda un gatto in una scatola di acciaio insieme ad un sistema che può ucciderlo, ma che il gatto non può manipolate in alcun modo. Tale sistema è costituito da un contatore Geiger collegato ad una fialetta contenente cianuro. All’interno del contatore è presente una sostanza radioattiva in piccola quantità, in modo che in un’ora ci sia la possibilità che almeno un atomo si disintegri. Se ciò accade, il gas velenoso verrà rilasciato e ucciderà il gatto, altrimenti la fialetta rimarrà integra. Dopo un’ora, tenendo la scatola chiusa, per lo scienziato coesistono due situazioni che hanno il 50% ciascuna di probabilità di essere vere: il gatto può essere vivo o essere morto. Solo aprendo la scatola si potrà osservare quale delle due sia vera.

La risposta di Bohr

Bohr riuscì comunque a controbattere all’esperimento ideato da Schrödinger. Secondo lui il gatto non era altro che un osservatore del sistema quantistico rappresentato dalla sostanza radioattiva. Se l’atomo non si disintegra il gatto resta in vita, altrimenti muore. Perciò uno di questi eventi si verifica indipendentemente dall’osservazione dello scienziato al di fuori della scatola. Questo però pone un confine tra il sistema microscopico (sostanza radioattiva) regolato dalle leggi quantistiche e sistema macroscopico (gatto) che segue invece la meccanica classica. Ed è così che l’esperimento del gatto di Schrödinger divenne un esempio che rappresenta gli aspetti meno intuitivi della fisica quantistica.

Michele Sciamanna

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