Ho divulgato la fisica quantistica, il mio campo di ricerca, ormai da molti anni. Il grande pubblico trova l'argomento affascinante e le copertine di libri e riviste spesso attingono al suo mistero. Sono sorte una serie di idee sbagliate in quest'area della fisica e il mio scopo qui è esaminare i fatti per sfatare sette di questi miti.

Non preoccuparti, non hai bisogno di sapere molto sulla fisica quantistica per leggere questo articolo. Spiegherò principalmente cosa non è la fisica quantistica, piuttosto che quello che è...

1. "La fisica quantistica è tutta una questione di incertezza"

Sbagliato! La fisica quantistica è probabilmente la disciplina scientifica più precisa mai ideata dall'umanità. Può prevedere determinate proprietà con estrema precisione, a 10 cifre decimali, che esperimenti successivi confermano esattamente.

Questo mito ha avuto origine in parte nel "principio di incertezza" di Werner Heisenberg. Ha mostrato che esiste un limite alla precisione con cui due quantità, ad esempio la velocità di una particella e la sua posizione, possono essere misurate contemporaneamente. Quando la fisica quantistica viene utilizzata per calcolare altre quantità, come l'energia, o la proprietà magnetica degli atomi, è sorprendente nella sua precisione.

2. "La fisica quantistica non può essere visualizzata."

La fisica quantistica descrive oggetti spesso "strani" e difficili da raffigurare:funzioni d'onda, stati sovrapposti, ampiezza di probabilità, numeri complessi per citarne solo alcuni. Le persone spesso dicono che possono essere comprese solo con equazioni e simboli matematici. Eppure noi fisici ne facciamo sempre rappresentazioni quando lo insegniamo e lo divulghiamo. Utilizziamo grafici, disegni, metafore, proiezioni e molti altri dispositivi. Il che va bene, perché gli studenti e persino i fisici quantistici veterani come noi hanno bisogno di un'immagine mentale degli oggetti manipolati. La parte controversa è l'accuratezza di queste immagini, poiché è difficile rappresentare accuratamente un oggetto quantistico.

Collaborando con i designer, illustratori e videomaker, il Fisica reinventata gruppo di ricerca cerca di "disegnare" la fisica quantistica in tutte le sue forme:attività di piegatura, fumetti, sculture, animazioni 3D, e ancora e ancora.

3. "Anche gli scienziati non capiscono davvero la fisica quantistica"

Uno dei protagonisti del settore, Lo stesso Richard Feynman ha affermato:"Penso di poter affermare con sicurezza che nessuno capisce la meccanica quantistica". Ma poi ha subito aggiunto:"Vi dirò come si comporta la natura". Niels Bohr, uno dei padri fondatori della disciplina, fornisce un buon riassunto:"Coloro che non sono scioccati quando incontrano per la prima volta la teoria dei quanti non possono averla capita".

I fisici capiscono cosa stanno facendo quando manipolano il formalismo quantistico. Hanno solo bisogno di adattare le loro intuizioni a questo nuovo campo e ai suoi paradossi intrinseci.

4. "Alcuni brillanti teorici hanno escogitato l'intero concetto di fisica quantistica"

L'intera storia della fisica quantistica mostra l'esatto contrario:all'inizio, gli esperimenti di laboratorio hanno prodotto risultati inaspettati, come l'effetto fotoelettrico, radiazione del corpo nero, lo spettro di emissione della luce degli atomi. Solo più tardi entrarono in scena brillanti teorici, quando Albert Einstein, Max Planck, Niels Bohr e altri hanno cercato di fornire spiegazioni.

Seguirono ulteriori esperimenti fondamentali, compresi gli elettroni che rimbalzavano stranamente sul nichel, atomi d'argento stranamente deviati da un campo magnetico, un metallo perfettamente conduttore alle basse temperature e così via. Teorie e concetti sono poi emersi ancora una volta:dualità, spin o superconduttività sono stati introdotti. Gli scambi "avanti e indietro" altamente produttivi tra teoria e pratica sono ciò su cui si basa la fisica. Gli esperimenti generalmente vengono prima, tranne in pochissimi casi.

5. "Einstein era il peggior nemico della fisica quantistica"

Il povero vecchio Albert Einstein è spesso descritto come un virulento oppositore della fisica quantistica, probabilmente a causa della sua famosa citazione, "Dio non gioca a dadi con l'universo." Eppure non era contrario e per di più, l'ha creato lui! Nel 1905 Einstein scrisse il suo articolo fondamentale, "Su un punto di vista euristico riguardo alla produzione e alla trasformazione della luce", basato sul lavoro di Max Planck. Dentro, propose che la luce fosse fatta di piccoli, organismi individuali e quantificati, chiamati fotoni. Questo è ciò che gli è valso il premio Nobel, infatti, non il suo lavoro sulla teoria della relatività.

Einstein probabilmente si guadagnò quella reputazione grazie alle sue discussioni con Niels Bohr, soprattutto sull'idea di interpretazione e realtà quantistica, in quanto non accettava il concetto di nonlocalità. Dopo, esperimenti sull'entanglement e sulla violazione del teorema di Bell gli hanno dimostrato che si sbagliava e mostravano l'assenza di variabili nascoste. Einstein apprezzò pienamente l'importanza della fisica quantistica, aveva solo qualche problema con alcune delle sue implicazioni, soprattutto per quanto riguarda la località.

6. "La fisica quantistica non ha alcun uso pratico"

La fisica quantistica è probabilmente la disciplina più utile nella fisica moderna:una volta che i fisici capirono come la luce, atomi ed elettroni lavoravano, riuscivano a manipolarli. laser, risonanza magnetica negli ospedali, LED, memoria flash, dischi rigidi – e soprattutto, il transistor e l'elettronica:tutte queste tecnologie sono state inventate dai fisici quantistici.

7. "La fisica quantistica potrebbe spiegare alcune terapie alternative e altri misteri"

Molte persone che credono nei fenomeni paranormali e in certe "terapie" affermano di essere ispirate dalla fisica quantistica. L'indiano-americano Deepak Chopra è uno dei più famosi sostenitori di questo approccio. Ha sviluppato una sorta di misticismo quantistico in cui una spiritualità pseudo-New Age trova le sue credenziali nel gergo scientifico come "essenza del corpo quantistico umano", "campo localizzato di energia e informazione con circuiti di feedback cibernetici", e "armonizzazione del corpo quantomeccanico". Quindi pretende di stabilire relazioni quantistiche tra mente, coscienza, materia e universo. Le “terapie quantistiche” propongono anche protocolli di cura basati sul corpo visto come “campo vibrazionale ed energetico”, ospitano "stati vibranti" e "biorisonanze".

Questo è disonesto su due fronti. Il primo trucco consiste nell'usare termini scientifici per mistificare la fisica quantistica, quando in realtà non c'è nessun mistero. Gli esperimenti di laboratorio e la vita quotidiana hanno dimostrato la sua validità. D'altra parte, nessuno dei fenomeni descritti da queste terapie o credenze ha alcuna base scientifica. Soprattutto, le parole denotano significati molto precisi nella fisica quantistica e sono del tutto abusate in queste pseudoscienze.

Si possono trovare ulteriori imbrogli quando le proprietà quantistiche vengono estrapolate su scala umana. Per essere assolutamente chiari, le proprietà quantistiche come la sovrapposizione di stati o la quantizzazione non si applicano nel mondo vivente su scala umana. Il vincitore del Premio Nobel 2012 Serge Haroche lo ha dimostrato con i suoi esperimenti. Quando un oggetto interagisce troppo con il suo ambiente e diventa troppo grande, non è più un oggetto quantistico.

Però, Non vorrei giudicare coloro che desiderano testare questo approccio, che appartiene al regno della fede, non scienza. Ognuno può fare come vuole, Certo. Vorrei solo chiedere alle persone di astenersi dal fingere che abbia una base scientifica nella fisica quantistica. Qualsiasi affermazione del genere è semplicemente falsa.

Questo è tutto! Spero di essere riuscito a sfatare un po' la fisica quantistica. Alla fine, è proprio come qualsiasi altra disciplina scientifica.

Questo articolo è stato ripubblicato da The Conversation con una licenza Creative Commons. Leggi l'articolo originale.