La Materia in Sospeso

L’esperimento della doppia fenditura funziona così:

Si manda un fascio di particelle (per esempio elettroni o fotoni) contro una barriera con due fessure molto vicine.

Dietro c’è uno schermo che registra dove arrivano le particelle.

Se passa attraverso una sola fenditura, le particelle formano due macchie, come ci si aspetterebbe da pallini che rimbalzano.

Se invece le fenditure sono aperte entrambe, sullo schermo compare un disegno a strisce (figure di interferenza), tipico delle onde.

Ma quando si cerca di osservare da quale fenditura passa la particella, l’interferenza sparisce e i risultati tornano a sembrare quelli di semplici pallini.

👉 In breve: le particelle si comportano come onde finché non le osserviamo, e come corpuscoli quando le misuriamo.

L’esperimento della doppia fenditura è uno dei pilastri della meccanica quantistica, proprio perché mette in evidenza la natura onda-particella della materia e della radiazione.
A seconda di come lo si interpreta, si entra nel campo delle diverse interpretazioni della meccanica quantistica, che non cambiano i calcoli (tutti usano la stessa matematica), ma cercano di dare un senso diverso a ciò che accade "dietro le quinte".

Ecco le principali teorie/interpretazioni più note e accreditate:

1. Interpretazione di Copenaghen (Bohr, Heisenberg)

La più classica e insegnata.

L’onda associata alla particella non è reale ma una funzione d’onda che rappresenta probabilità.

Finché non si misura, la particella è in sovrapposizione di stati.

L’atto della misura “collassa” la funzione d’onda e determina un esito preciso.

Nell’esperimento: senza osservazione, la particella interferisce con sé stessa (onda). Se si osserva da quale fenditura passa, il collasso elimina l’interferenza.

2. Interpretazione a Molti Mondi (Everett)

Non esiste alcun collasso della funzione d’onda.

Ogni possibilità si realizza, ma in universi paralleli che si “ramificano”.

La particella passa sia per la fenditura A che per la B, ma in mondi diversi.

L’interferenza deriva dal fatto che questi mondi coesistono in una sovrapposizione.

Quando osserviamo, noi stessi ci “ramifichiamo” in diversi mondi.

3. Teoria delle variabili nascoste – Meccanica Bohmiana (David Bohm)

Introduce un potenziale quantico e delle “variabili nascoste” che guidano la particella.

La particella ha sempre una traiettoria ben definita, ma è influenzata dall’onda pilota.

Nell’esperimento: la particella passa per una fenditura, ma l’onda pilota attraversa entrambe e produce l’interferenza che dirige la traiettoria.

È deterministica (diversa dal puro probabilismo di Copenaghen).

4. Interpretazione dell’Informazione Quantistica

La funzione d’onda è vista come informazione che un osservatore ha sul sistema, non come realtà fisica.

Il collasso è solo un aggiornamento delle informazioni disponibili.

L’interferenza dipende da quanto “sapere” possiamo avere sul percorso della particella.

5. Interpretazione a Collasso Oggettivo (Penrose, GRW)

Il collasso non è legato all’osservatore, ma è un processo fisico reale.

Avviene spontaneamente quando una particella interagisce con l’ambiente (decoerenza).

Nell’esperimento: l’interferenza sparisce non perché c’è un osservatore cosciente, ma perché il sistema si “mescola” con l’ambiente, perdendo coerenza.

🔑 In sintesi:

Copenaghen: la realtà è probabilistica, collasso alla misura.

Molti Mondi: nessun collasso, tutti i risultati si verificano in universi paralleli.

Bohm: realtà deterministica guidata da un’onda pilota.

Informazione quantistica: la funzione d’onda è solo informazione.

Collasso oggettivo: il collasso è un processo fisico spontaneo.