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Misurata ‘debolmente’ una violazione del principio di indeterminazione

Uno dei pilastri fondamentali della meccanica quantistica è il principio di indeterminazione, introdotto da Werner Heisenberg nel 1927. Secondo questo principio, non è possibile misurare contemporaneamente la velocità e la posizione di una particella senza arrecare un certo ‘disturbo’ al sistema fisico che si vuole studiare.

Questo principio fondamentale della fisica ha fatto un po’ ‘tremare’ i teorici della meccanica quantistica finchè di recente alcuni ricercatori del Dipartimento di Fisica dell’Università di Toronto hanno dimostrato che è possibile misurare direttamente questo effetto di disturbo suggerendo che lo stesso Heisenberg è stato inizialmente un po’ troppo pessimista. Infatti, i ricercatori guidati dal professor Aephraim Steinberg hanno misurato una proprietà del fotone, e cioè la sua polarizzazione, ottenendo anche una misura di quanto può incidere l’effetto di disturbo sull’esperimento dovuto all’apparato strumentale. Ma per fare questo, è stato necessario misurare la polarizzazione del fotone prima che interagisse con lo strumento anche se questo tentativo di misura influenza il fotone stesso. Dunque, per superare il problema, i ricercatori hanno utilizzato una tecnica, detta di misurazione debole, dove l’azione di uno strumento di misura incide in un modo tale che ha un effetto quasi trascurabile sul sistema che si vuole analizzare (in questo caso il fotone, ndb). Dunque, prima che ogni fotone venisse inviato verso l’apparato strumentale, i ricercatori lo hanno, per così dire, ‘misurato debolmente’ e poi hanno ripetuto la misura in modo da confrontare alla fine i risultati. E’ stato trovato che il disturbo indotto dalla misura è inferiore a quello previsto dal principio d’indeterminazione. Questi risultati ci permettono di ‘aggiustare’ quei limiti entro i quali gli effetti della meccanica quantistica si fanno sentire quando si realizzano gli esperimenti. Insomma, quel bizzarro mondo dei quanti pieno di stranezze è ancora caratterizzato da tante incertezze che, però, pare non siano come quelle previste dal principio di indeterminazione.

ArXiv: Violation of Heisenberg’s Measurement-Disturbance Relationship by Weak Measurements

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fotoni | meccanica quantistica | polarizzazione | principio di indeterminazione

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