CAMMINI CON COLLASSI D'ONDA

Nella meccanica quantistica, ogni particella o sistema quantistico, come un elettrone o un fotone, è descritto da una "funzione d'onda", spesso indicata con la lettera greca Ψ (psi). Questa funzione d'onda contiene tutte le informazioni possibili sul sistema e ci dice quali sono le probabilità di trovare la particella o qualsiasi altro sistema  in diversi stati, ad esempio in una certa posizione o con una certa energia. Tuttavia, a differenza della fisica classica, che descrive i sistemi con grande precisione, nella meccanica quantistica non possiamo mai conoscere con certezza lo stato di una particella prima di osservarla. La funzione d'onda descrive una "sovrapposizione" di stati, il che significa che, fino a quando non eseguiamo una misurazione, il sistema esiste in tutti quei stati contemporaneamente. Un po’ come il famoso integrale  sui cammini di Feynman che porta a preferenziare uno di tali cammini  in nome della realta’, ma ne lascia scoperti tantissimi altri, anzi infiniti previa  la nostra capacita’ appunto di integrare diverse possibilita’ anche se da un punto di vista solo teorico; parimenti sono  fortemente attratto  dal catalogo di possibilita’ teoriche offerte dal collasso della funzione d’onda fin dalla sua prima formulazione di De Broglie , ma soprattutto con la celeberrima equazione di Schrodinger e lo spassoso corollario del  suo gatto vivo o morto, proprio in virtu’ di tale polarita’ di possibilita’. In tale esperimento, un gatto viene posto in una scatola con un meccanismo che ha il 50% di possibilità di ucciderlo in un determinato momento. Finché non apriamo la scatola per verificare lo stato del gatto, secondo la meccanica quantistica, il gatto è sia vivo che morto allo stesso tempo, ovvero in una sovrapposizione di stati. È solo quando osserviamo il sistema che il gatto "collassa" in uno stato definito: vivo o morto. Il collasso della  funzione  d’onda e’ il momento in cui una particella, ma niente puo’ impedirci di prendere in considerazione una stringa , sceglie di essere in piu’ posti o in piu’ stati e ne preferenzia uno, stabilendo così quella che siamo soliti chiamare realta’, la nostra realta’ definitiva. Dobbiamo  immaginarci di far girare una moneta sul tavolo;  mentre  tale mondeta  ruota sul tavolo , non è né testa né croce, ma e’ una  ipotesi  di entrambe le possibilità insieme. E’ questa ipotesi,  un qualcosa di altamente dubbio e aleatorio  che ci da’ il senso è della funzione d'onda,  laddove una equazione matematica ne  definisce  con esattezza le probabilità. E’ quindi durante tale misurazione dell’equazione che avviene il Collasso. Se allunghiamo  la mano e fermiamo la moneta in quell'istante preciso, la sfumatura  dell’ipotesi scompare e la moneta diventa testa o croce. E’ proprio questo passaggio dall'essere una nuvola  sfocata di probabilità all'avere un unico valore reale, che si chiama Collasso. Una particella  così come una stringa, un elettrone o un fotone, non si trovano  in un punto preciso, ma si diffondono  come un'onda nello spazio, occupando più posizioni probabili andando a costituire quella che  viene detta sovrapposizione quantistica di stati. Quando un dispositivo o un osservatore interagisce con la particella per misurarne la posizione, la natura di ambiguita’quantistica crolla -  l'onda di probabilità si riduce istantaneamente a un singolo punto dello spazio:e la particella, la stringa o quello che sia  viene rilevata lì e solo lì.  Nella fisica classica, lo sappiamo , le cose sembrano esistere  in un solo posto preciso anche se non le guardi. In fisica quantistica, è l'atto dell'interazione o della misurazione che costringe il sistema a definire la propria realtà. Quindi la realtà quantistica funziona in due modalità completamente diverse a seconda che qualcuno o qualcosa stia guardando, se  nessuno guarda o misura, le cose esistono come onde di probabilità. Non c'è un punto fisso, ma un ventaglio di possibilità sovrapposte.  E’ solo con lo sguardo, la misurazione  o comunque un intervento esterno che l'onda crolla istantaneamente in un singolo punto. Ed e’ in quel punto preciso e solo in quello  che la  probabilità diventa un fatto reale.

Ci sono diverse interpretazioni del perché e come avvenga il collasso della funzione d'onda, e alcune sono oggetto di dibattito tra i fisici. Una delle interpretazioni piu' note e' quella di Copenaghen  , proposta da Niels Bohr e Werner Heisenberg. Secondo questa visione, la funzione d'onda rappresenta semplicemente le nostre conoscenze sul sistema, e il collasso avviene quando viene effettuata una misurazione. Questa interpretazione pone l'accento sull'importanza dell'osservatore: è l'atto di osservare che fa collassare la funzione d'onda. Un'altra interpretazione interessante è quella dei "molti mondi", proposta da Hugh Everett. Secondo questa teoria, non c'è alcun collasso della funzione d'onda. Invece, ogni volta che viene effettuata una misurazione, l'universo si divide in molti mondi paralleli, uno per ciascuno degli esiti possibili. Ad esempio, nel caso del gatto di  Schrödinger, in un universo il gatto sarebbe vivo e in un altro sarebbe morto. Questo significa che tutte le possibilità coesistono, ma in universi separati. 

Il collasso della funzione d'onda rappresenta uno degli aspetti più misteriosi e affascinanti della meccanica quantistica. Esso descrive il passaggio da una sovrapposizione di stati quantistici a un singolo stato definito a seguito di una misurazione. Sebbene ci siano diverse interpretazioni di come e perché avvenga il collasso, rimane un concetto fondamentale per comprendere la natura probabilistica e indeterministica del mondo quantistico. La meccanica quantistica, con tutte le sue stranezze, ci ha insegnato che l'atto dell'osservazione non è semplicemente passivo, ma può influenzare profondamente la realtà stessa.