Alcune interpretazioni della meccanica quantistica suggeriscono che il nostro intero universo è descritto da una singola funzione d’onda globale che si divide e si moltiplica costantemente, producendo una nuova realtà per ogni possibile interazione quantistica. Questa è una dichiarazione molto audace. Allora come ci arriviamo?
Una delle prime realizzazioni nella storia della meccanica quantistica è che la materia ha una proprietà ondulatoria. Il primo a suggerirlo fu il fisico francese Louis de Broglie, il quale sostenne che ogni particella subatomica ha un’onda ad essa associata, proprio come La luce può agire come una particella e un’onda.
Questa idea estrema è stata rapidamente confermata da altri fisici, specialmente negli esperimenti in cui è stata condotta Elettroni Trucioli sottili sparsi prima di atterrare sul bersaglio. Il modo in cui gli elettroni si disperdevano era più caratteristico dell’onda che della particella. Ma poi è sorta una domanda: cos’è esattamente un’onda di materia? Come sembra?
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I primi teorici quantistici come Erwin Schrödinger credevano che le particelle stesse fossero sparse nello spazio sotto forma di un’onda. Ha sviluppato la sua famosa equazione per descrivere il comportamento di quelle onde, che è usata ancora oggi. Ma l’idea di Schrödinger è volata di fronte a ulteriori test sperimentali. Ad esempio, sebbene l’elettrone si comporti come un’onda in volo, quando colpisce un bersaglio, discende come una singola particella compressa, quindi non può effettivamente espandersi nello spazio.
Invece, iniziò a emergere una spiegazione alternativa. Oggi la chiamiamo l’interpretazione di Copenaghen della meccanica quantistica ed è di gran lunga l’interpretazione più popolare tra i fisici. In questo modello, la funzione d’onda – il nome che i fisici danno alla proprietà ondulatoria della materia – non esiste realmente. Invece, è un modo matematico che usiamo per descrivere una nuvola di possibilità della meccanica quantistica in cui potremmo trovare una particella subatomica la prossima volta che la cerchiamo.
grovigli di catene
Ma l’interpretazione di Copenaghen soffre di diversi problemi. Come ha sottolineato lo stesso Schrödinger, non è chiaro come la funzione d’onda passi da una nuvola di possibilità prima della misurazione alla mera assenza del momento in cui osserviamo.
Quindi forse c’è qualcosa di più importante nella funzione d’onda. Possono essere reali come tutte le particelle stesse. De Broglie fu il primo a suggerire questa idea, ma alla fine si unì al campo di Copenaghen. I fisici successivi, come Hugh Everett, riconsiderarono il problema e giunsero alle stesse conclusioni.
Rendere reale la funzione d’onda risolve questo problema di ridimensionamento nell’interpretazione di Copenaghen, perché impedisce al ridimensionamento di essere questo processo super specifico che distrugge la funzione d’onda. Invece, ciò che chiamiamo ridimensionamento è in realtà solo una lunga serie di particelle quantistiche e funzioni d’onda che interagiscono con altre particelle quantistiche e funzioni d’onda.
Se costruisci un rivelatore e gli spari degli elettroni, diciamo, a livello subatomico, l’elettrone non sa di essere misurato. Colpisce semplicemente gli atomi sullo schermo, che invia un segnale elettrico (costituito da più elettroni) attraverso un filo, che interagisce con uno schermo, che emette fotoni che si scontrano con le particelle nei tuoi occhi e così via.
In questa immagine, ogni particella ha la sua funzione d’onda, e basta. Tutte le particelle e tutte le funzioni d’onda interagiscono come fanno normalmente e possiamo usare gli strumenti della meccanica quantistica (come l’equazione di Schrödinger) per fare previsioni su come si comportano.
funzione d’onda globale
Ma le particelle quantistiche hanno una proprietà davvero interessante a causa della loro funzione d’onda. Quando due particelle interagiscono, non solo una si scontra con l’altra; Per un breve periodo, le loro funzioni d’onda si sovrappongono. Quando ciò accade, non puoi più avere due funzioni d’onda separate. Invece, dovresti avere una singola funzione d’onda che descriva entrambe le particelle contemporaneamente.
Quando le particelle si separano, mantengono ancora questa funzione d’onda uniforme. I fisici chiamano questo processo Entanglement quantistico – Cosa o cosa Albert Einstein Viene definita “azione spettrale a distanza”.
Quando ripercorriamo tutti i passaggi della misura, ne esce una serie di entanglement causati dall’interferenza delle funzioni d’onda. L’elettrone rimane impigliato con gli atomi nello schermo, che rimane impigliato con gli elettroni nel filo e così via. Anche le particelle nel nostro cervello sono impigliate con esso una terracon tutta la luce che va e viene dal nostro pianeta, fino a ogni particella dell’universo impigliata con ogni altra particella nell’universo.
Con ogni nuovo entanglement, hai una funzione d’onda che descrive tutte le particelle assemblate. Quindi l’ovvia conclusione dal rendere la funzione d’onda una realtà è che esiste solo una funzione d’onda che descrive l’intero universo.
Questa è chiamata l’interpretazione dei “molti mondi” della meccanica quantistica. Ottiene questo nome quando chiediamo cosa succede durante il processo di monitoraggio. Nella meccanica quantistica, non siamo mai sicuri di cosa farà una particella: a volte può salire, a volte può scendere, ecc. In questa interpretazione, ogni volta che una particella quantistica interagisce con un’altra particella quantistica, la funzione d’onda globale si divide in più sezioni, con diversi universi contenenti ciascuno dei diversi risultati possibili.
e questo è Come ottenere un multiverso. Semplicemente lavorando particelle quantistiche aggrovigliate l’una con l’altra, ottieni più copie dell’universo che si formano più e più volte per tutto il tempo. Ognuno è identico, fatta eccezione per una piccola differenza in qualche processo quantistico casuale. Ciò significa che ora ci sono più versioni di te che leggono questo articolo, tutte abbastanza simili tranne che per alcuni sottili dettagli quantitativi.
Anche questa interpretazione presenta delle difficoltà: ad esempio, come si sviluppa nella realtà questa scissione? Ma è un modo radicale di vedere l’universo e una dimostrazione di quanto sia potente la meccanica quantistica come teoria: ciò che è iniziato come un modo per comprendere il comportamento delle particelle subatomiche può controllare le proprietà dell’intero universo.
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