Il mondo quantistico e il nostro mondo quotidiano sono luoghi molto diversi. In una pubblicazione apparsa come "Suggerimento dell'editore" in Physical Review A questa settimana, i fisici UvA Jasper van Wezel e Lotte Mertens e i loro colleghi indagano su come l'atto di misurare una particella quantistica la trasformi in un oggetto quotidiano.

La meccanica quantistica è la teoria che descrive gli oggetti più piccoli nel mondo che ci circonda, dai costituenti dei singoli atomi alle piccole particelle di polvere. Questo regno microscopico si comporta in modo notevolmente diverso dalla nostra esperienza quotidiana, nonostante tutti gli oggetti nel nostro mondo a scala umana siano fatti di particelle quantistiche stesse. Questo porta a intriganti domande fisiche:perché il mondo quantistico e il mondo macroscopico sono così diversi, dov'è la linea di demarcazione tra loro e cosa succede esattamente lì?

Problema di misurazione

Un'area particolare in cui la distinzione tra quantistico e classico diventa essenziale è quando utilizziamo un oggetto quotidiano per misurare un sistema quantistico. La divisione tra il mondo quantistico e quello quotidiano equivale quindi a chiedersi quanto "grande" dovrebbe essere il dispositivo di misurazione per poter mostrare le proprietà quantistiche utilizzando un display nel nostro mondo di tutti i giorni. Scoprire i dettagli della misurazione, ad esempio quante particelle quantistiche sono necessarie per creare un dispositivo di misurazione, è chiamato il problema della misurazione quantistica.

Man mano che gli esperimenti che sondano il mondo della meccanica quantistica diventano sempre più avanzati e coinvolgono oggetti quantistici sempre più grandi, la linea invisibile in cui il puro comportamento quantistico attraversa i risultati di misurazione classici viene rapidamente avvicinata. In un articolo, i fisici UvA Jasper van Wezel e Lotte Mertens e i loro colleghi fanno il punto sui modelli attuali che tentano di risolvere il problema della misurazione, e in particolare su quelli che lo fanno proponendo lievi modifiche all'unica equazione che regola tutto il comportamento quantistico:l'equazione di Schrödinger .

Regola dei nati

I ricercatori mostrano che tali emendamenti possono in linea di principio portare a proposte coerenti per risolvere il problema della misurazione. Tuttavia, risulta essere difficile creare modelli che soddisfino la regola di Born, che ci dice come utilizzare l'equazione di Schrödinger per prevedere i risultati della misurazione. I ricercatori mostrano che solo modelli con sufficiente complessità matematica (in termini tecnici:modelli non lineari e non unitari) possono dare origine alla regola di Born e quindi avere una possibilità di risolvere il problema della misura e insegnarci l'elusivo crossover tra fisica quantistica e mondo di tutti i giorni.