Il processo di misura e il collasso della funzione d’onda

Il processo di misura e il collasso della funzione d’onda

Il processo di osservazione determina quale tra tutti gli stati osservabili possibili – e coesistenti coerentemente nel sistema quantistico che si sta osservando – effettivamente si manifesta. Lo sperimentatore è inestricabilmente correlato col sistema quantistico, e, in un modo misterioso, fa si che l’iniziale sovrapposizione coerente di stati osservabili – propriamente quantistica e inconcepibile classicamente – si riduca ad un unico stato che è quello che si manifesta nella sperimentazione. Se osserviamo attentamente il gatto di Schrödinger, lo troveremo sempre o vivo o morto, anche se prima della nostra osservazione il gatto persisteva in una sovrapposizione coerente di stati, ed era contemporaneamente vivo e morto. Questo fenomeno costituisce un processo irreversibile noto come “collasso della funzione d’onda”.

Ho usato l’aggettivo misterioso per il collasso della funzione d’onda, poiché non si conosce come questo processo avvenga, né la teoria è in grado di prevedere quale degli stati possibili si manifesterà effettivamente. Si può prevedere con quale probabilità i vari stati possibili si manifestino. In una singola misura tuttavia non si può sapere come collasserà la funzione d’onda: il fenomeno non è deterministico, non segue una legge di causa-effetto. L’aggettivo irreversibile indica invece che, una volta avvenuto il collasso, il sistema non può ritornare nello stato di partenza semplicemente interrompendo il processo di misura, ma continuerà ad evolversi secondo le leggi della meccanica quantistica a partire dallo stato osservato. L’osservatore ha quindi perturbato irreversibilmente il sistema quantistico, creando una discontinuità nell’evoluzione. Inizialmente si ipotizzò che il processo di osservazione condiziona lo stato del sistema quantistico attraverso l’interferenza dell’apparato di misura, che ne perturba in modo sostanziale l’evoluzione. Si supponeva che l’apparato di misura – di dimensioni macroscopiche – fosse un sistema classico, e che quindi potesse esistere in un solo stato osservabile. Una volta correlato al sistema quantistico, quest’ultimo era obbligato a manifestarsi classicamente.

Questa ipotesi tuttavia non regge alle verifiche sperimentali. Il sistema quantistico collassa anche se si pone estrema attenzione a non perturbarlo durante la misura ( si parla in questo caso di misura non-invasiva), o perfino se la misura non viene effettivamente registrata dall’apparato. La sola possibilità di conoscere quale tra le possibili manifestazioni effettivamente accadrà provoca il collasso della funzione d’onda. Non è tanto l’apparato di misura che produce il collasso, quanto piuttosto la possibilità di osservare lo stato quantistico. Molti esperimenti – detti di interferenza quantistica ritardata – evidenziano come il collasso avviene nel momento in cui l’informazione sullo stato quantistico viene effettivamente ricevuta dalla consapevolezza dello sperimentatore e non quando il sistema interagisce con l’apparato di misura. Qualcosa nella consapevolezza provoca il collasso attraverso una “azione” non riconducibile ad una relazione di causa-effetto. Questa azione non-oggettiva è misteriosa e rimane inspiegata ad una mente classica.

Lascia un commento

Il tuo indirizzo email non sarà pubblicato. I campi obbligatori sono contrassegnati *