Quando una funzione d’onda collassa
12 gennaio 2010 , di Boliboop
Quando ho parlato di effetto tunnel e del gatto di Schroedinger ho nominato spesso la funzione d’onda e del suo quadrato, interpretabile come la probabilità.
Quello che è importante sottolineare è che la funzione d’onda non è direttamente osservabile ma sono osservabile le sue conseguenze. Infatti ciò che, si potrebbe dire, determina il valore di una grandezza fisica è solo il processo di misura. Per questo la funziona d’onda del gatto era sospesa fra 1/2 vivo e 1/2 morto, prima che si fosse aperta la scatola.
Senza addentrarci nei dettagli del formalismo matematico usato, per tutti i possibili valori che una grandezza fisica può avere per un dato sistema (ad esempio il valore del momento angolare di una particella), la funziona d’onda prima di un’osservazione deve contenere, secondo le rispettive probabilità, tutti i valori possibili. Una volta effettuato il processo di misura, la funzione d’onda muterà istantaneamente in modo da contemplare, con il 100% di probabilità, solo il valore misurato.
Con un esempio: se una certa grandezza fisica G può assumere solo valore a, b o c con uguale probabilità, allora la funzione d’onda del sistema sul quale si sta per compiere la misura di G, si scriverà concettualmente in questa forma:
quando poi la misura verrà effettuata, ottenendo ad esempio b, la funzione d’onda si scriverà
ovvero tutti i possibili valori della grandezza fisica collasseranno sull’unico valore effettivamente misurato. Questo fenomeno è istantaneo ed è noto come collasso della funzione d’onda.
Anche nell’effetto tunnel si parla di collasso della funzione d’onda se, fermata l’animazione (qui sotto riprodotta), si dovesse trovare l’elettrone in un dato punto della nuvoletta di probabilità
In altre parole, quando un sistema quantistico interagisce con uno strumento di misura (che è sempre macroscopico), è come se le leggi della meccanica quantistica si riducessero alla meccanica classica, meccanica in cui gli oggetti sono ben definiti e sono sempre al di qua o al di là di una barriera energetica, senza sfumature.
Dal momento che le particelle sono trattate in meccanica quantistica come pacchetti d’onda che si evolvono seguendo l’equazione di Schroedinger, il passaggio dal regime quantistico e quello classico avviene secondo questo collasso della funzione d’onda forse, a sua volta, conseguenza del fenomeno chiamato decoerenza. La decoerenza è l’impossibilità da parte di diverse porzioni di una stessa onda di interferire tra loro, a causa dell’interazione con il mondo macroscopico, ovvero una misura in senso lato.
Pianeta Apple
zazza alberto ha detto
sembra che l’uomo quando analizza o misura un fenomeno
lo altera;tanto che dovrebbe essersi sviluppata una scienza che calcola quanto ha inciso la lettura per arrivare alla reale misura.forse sbaglio.scrivi bene e con passione.fammi sapere se il mio buonsenso ha ragione.
gen 12 2010 alle 03:51
Boliboop ha detto
@zazza alberto: innanzitutto grazie per i complimenti. Poi posso dirti che il tuo buonsenso non si allontana dalla realtà: sto già preparando un altro articolo sul Principio di Indeterminazione, ovvero proprio un sistema che valuta l’errore minimo durante l’osservazione di un fenomeno quantistico. Lo pubblicherò a breve. Ciao!
gen 12 2010 alle 18:04
gian franco ha detto
Salve, in merito al principio di indeterminazione, occorre considerare l’apetto legato al ricercatore, vale a dire che il ricercatore influenza l’esperimento, dato che esiste l’inconscio,quindi i ricercatori più seri dovrebbero essere sensibili a questo aspetto che oggi è possibile, vale a dire l’esattezza del ricercatore. Anche per il collasso d’onda si può arrivare ad una considerazione tale per cui è direttamente il soggetto che provoca un collasso d’onda sostituisce cioè una informazione con un’altra, es principio della psicosomatica. Mi piacerebbe il suo commento, lei si occupa di fisica? Cordialmente. GF
ago 23 2010 alle 18:28
trilla ha detto
Cito una frase del tuo interessante articolo:
“quando poi la misura verrà effettuata, ottenendo ad esempio b…”
Di tutti i valori possibili contenuti nella funzione d’onda, il collasso ne “congela” soltanto uno: tale processo, secondo te, può considerarsi una “scelta”? Mi spiego meglio.
E’ l’osservatore con le proprie aspettative a determinare il suddetto valore o è soltanto il caso che tra tutti i risultati possibili è obbligato ad “estrarre un numero”?
dic 16 2010 alle 12:48
Boliboop ha detto
Probabilmente nessuno dei due. La si parla di infiniti universi, uno per ogni possibile collasso. Il problema è capire perché la nostra coscienza collassa in uno di quegli universi.
gen 15 2012 alle 13:37
Boliboop ha detto
che l’inconscio esista non ci sono dubbi, ma se e come questo possa influenzare direttamente un esperimento non è dato saperlo. personalmente ritengo molto difficile che l’influenza dell’inconscio superi la psiche stessa. Ho studiato fisica all’università, prima di dedicarmi a tempo pieno al mondo dell’informatica.
gen 15 2012 alle 13:57