Come la Fisica Quantistica può migliorare la vita quotidiana, le relazioni e se stessi? Scoprilo, leggendo l'anteprima del nuovo libro di Chiara Zagonel.

Come la Fisica Quantistica migliora la vita quotidiana

La teoria quantistica è un ramo della fisica che si è sviluppato a partire dai primi anni del secolo scorso e ha dato origine a una vera e propria rivoluzione nella storia del pensiero scientifico. È nata nell’ambito del mondo microscopico e descrive il comportamento di particelle subatomiche mediante leggi che si discostano decisamente da quelle individuate fino ad allora dalla cosiddetta fisica classica.

La ragione e il buonsenso sembrano vacillare davanti ai comportamenti bizzarri degli elettroni; che compaiono e riappaiono istantaneamente in punti diversi dell'atomo di cui fanno parte, o a quello dei fotoni che, a seconda dell’apparato sperimentale con cui interagiscono, manifestano caratteristiche e proprietà tra loro diverse e apparentemente incompatibili.

Inoltre, il concetto stesso di realtà cambia e sembra svanire in una nebbia confusa, indissolubilmente connesso a chi sta facendo l’osservazione. Si può pertanto affermare che le conclusioni della fisica quantistica in qualche modo fanno letteralmente girare la testa e che la visione che ne scaturisce ha quasi del fantascientifico.

Eppure, ormai da più di un secolo, gli esperimenti confermano pienamente questa teoria, persino dove le sue conclusioni sembrano davvero paradossali. Di fatto, la sua forza sta proprio nelle continue e incontrovertibili verifiche sperimentali, effettuate con una precisione superiore rispetto a quelle relative a qualunque altra teoria, e nella sua capacità di risolvere problemi e progettare nuove tecnologie che ormai sono entrate a far parte della nostra quotidianità, come i pannelli fotovoltaici, gli smartphone o le chiavette usb.

Di fronte a una teoria così potente e affascinante, viene spontaneo chiedersi quale sia il suo senso, il suo significato profondo, soprattutto rapportati al nostro mondo macroscopico e delle nostre vite personali.

Se è vero che le sue leggi sono state pensate e verificate fondamentalmente a livello microscopico, è altrettanto vero che non si può escludere a priori la loro influenza ed estensione alla scala macroscopica. Ad esempio, la verifica del dualismo onda-particella, che è stata effettuata a partire da elettroni e protoni, recentemente è arrivata a coinvolgere molecole che sono quasi a ridosso della scala macroscopica.

Tuttavia, non esiste al momento la possibilità di eseguirla per oggetti grandi come una pallina da ping-pong. In questo caso, infatti, non si riesce a progettare e a realizzare un apparato sperimentale che lo permetta. È un problema tecnico attualmente irrisolvibile e così la natura ondulatoria della pallina rimane per ora qualcosa di indimostrabile.

Eppure, allo stesso tempo, non si può escludere a priori la natura duale di oggetti macroscopici e neanche la possibilità che in futuro la si possa verificare. Il problema del limite di applicabilità generale dei princìpi della fisica quantistica, e non solo del dualismo onda-particella, è stato dibattuto a lungo da molti fisici, tra i quali Niels Bohr, Wolfgang Pauli ed Erwin Schròdinger.

Ma tale limite esiste davvero? Oppure le leggi fisiche sono le stesse a ogni livello della realtà? Sembra ormai certo che la risposta a quest'ultima domanda non può essere che affermativa e sempre più numerose sono le evidenze sperimentali che confermano che la natura dell'Universo è intrinsecamente quantistica a ogni scala, compresa quella macroscopica.

Da anni, infatti, sono ormai noti alla comunità scientifica numerosi effetti quantistici macroscopici, come la superconduttività, la superfluidità, l'instaurazione di domini di coerenza nell’acqua e l’effetto Casimir. E, per quanto incredibile possa sembrare, nel 1999 per la prima volta è stata realizzata una situazione di sovrapposizione degli stati in un circuito macroscopico formato da superconduttori.

Ovviamente, una verifica sperimentale generale, applicabile anche a quello che ci accade nella nostra vita, non è realizzabile con il classico metodo scientifico, perché le situazioni che viviamo sono uniche e non riproducibili in maniera sempre uguale, venendo così a mancare la possibilità di farne uno studio ripetuto e statistico come la scienza prevederebbe.

Ma visti gli effetti sopracitati, più che un limite della teoria quantistica, sembra che ci troviamo davanti a un limite del metodo scientifico stesso.

Vivere come esseri quantistici

A ogni modo, nulla ci vieta di immaginare le conseguenze dell’applicazione della teoria quantistica nella nostra vita quotidiana e di chiederci cosa comporti passare dalla logica classica, che ha contraddistinto il nostro mondo fino a ora, a una logica quantistica, perfettamente in armonia con l’intima realtà dell'Universo.

È con tanta curiosità e con la voglia di giocare e di sperimentare che vi invito a seguirmi in questa insolita applicazione della fisica quantistica. Non ho la pretesa di arrivare a conclusioni verificabili sperimentalmente, anche se le numerose implicazioni che ne derivano e le conferme provenienti dalle filosofie orientali, dalla biologia, dalla psicologia e da altri ambiti del tutto inaspettati sembrano incoraggiarci a proseguire.

Non so se le conclusioni a cui arriveremo saranno vere o se le condividerete, ma non me ne preoccupo. Voglio solo godere del processo che scaturirà, sperando che sia così anche per voi. Voglio provare a esplorare la possibilità di vivere come esseri quantistici, che obbediscono quindi alle leggi di questa bizzarra branca della fisica.

D'altra parte, apparteniamo a questo Universo e, da un certo punto di vista e a un dato livello, siamo anche noi delle sue particelle.

Potremmo anche pensare alla fisica quantistica come a una metafora dalla quale attingere degli insegnamenti per la nostra crescita personale, lasciandoci ispirare dai suoi fenomeni e dalle sue leggi. La potenza della metafora consiste nella sua capacità di andare ben oltre alle parole e, in un certo senso, di parlare direttamente all'anima. Le metafore celano significati profondi che in effetti non sono veramente nascosti ma quasi espliciti, se ci mettiamo in un atteggiamento di ascolto sincero.

Infine, bisogna considerare il fatto che la fisica quantistica è un prodotto della mente umana. È un'interpretazione che la mente razionale dà ai fenomeni fisici e, in quanto tale, riflette meccanismi tipicamente umani.

In definitiva, analizzare la fisica quantistica significa osservare quello che noi proiettiamo all’esterno, le nostre logiche, il nostro modo di essere, per arrivare a una completa comprensione di noi stessi. E se è vero che l’Universo riflette le nostre logiche, è altrettanto vero che noi riflettiamo le sue.

Qualunque sia l'approccio che preferite, questo libro vuole essere l'opportunità per una rivoluzione di pensiero profonda, per un cambio di percezione ormai impellente e necessario, che ci permetta di guardare al nostro quotidiano con occhi nuovi e con una logica insolita, ammesso che di logica si possa parlare. E tutto ciò, anche se non verificabile scientificamente, lo potremo sperimentare individualmente e personalmente, con il chiaro obiettivo di una crescita personale, che non è solo nostra ma dell’intero Universo.

Cambia la Tua Vita con la Fisica Quantistica

Per quanto riguarda la struttura del libro, ogni capitolo presenta uno schema che è sostanzialmente sempre lo stesso: all’inizio descrivo un fenomeno o un principio e ne faccio un'analisi scientifica in termini semplici e accessibili, andando anche a individuare correlazioni in ambiti diversi da quello della fisica.

Successivamente, prendendo ispirazione dai fenomeni descritti e vedendo la fisica come una collezione di metafore, presento delle riflessioni che vanno al di là del piano esteriore e materiale della realtà e che riguardano invece la sfera interiore, individuale e relazionale. A partire da tali considerazioni propongo poi degli spunti pratici, maturati nel mio percorso personale, da applicare nella vita quotidiana in un'ottica di crescita consapevole.

Rimane ben inteso che sono solo dei suggerimenti, che si affiancano e non sostituiscono nessun percorso di crescita personale affrontato con la guida di un terapeuta esperto. Per una trattazione più approfondita e didattica riguardo la maggior parte dei fenomeni fisici descritti nei vari capitoli, vi rimando al mio libro "Storia dei quanti".

Aspetti complementari: Il dualismo onda-particella

Dopo un lungo e acceso dibattito, a metà del XIX secolo, la fisica, finalmente, trovò la conferma sperimentale che la luce visibile altro non è che un'onda e che quindi non è costituita da un fascio di corpuscoli, come invece il grande Isaac Newton aveva sostenuto.

La prova era arrivata grazie a un esperimento che aveva mostrato come i fasci di luce fossero capaci di interferire tra di loro. Era noto a tutta la comunità scientifica che il fenomeno dell’interferenza fosse tipicamente ondulatorio: solo le onde interferiscono e perciò, allestendo un esperimento di interferenza, si può determinare se un fenomeno è ondulatorio oppure no.

La luce visibile venne poi identificata come una piccola frazione di una categoria più ampia di onde, le cosiddette onde elettromagnetiche, che comprendono anche le onde radio, le microonde, gli infrarossi, gli ultravioletti, i raggi X e i raggi Y.

Tuttavia, nell'anno 1900, il fisico tedesco Max Planck si vide costretto a prendere in considerazione l’idea che le onde elettromagnetiche, nelle fasi di assorbimento e di emissione, ossia nell’interazione con la materia, si comportino come fasci di piccole particelle di energia, i quanti. Anche se tali particelle sono davvero minuscole, la loro esistenza mette in discussione la natura ondulatoria delle onde elettromagnetiche, riproponendo una visione corpuscolare.

Lo stesso Planck era incerto al riguardo, nonostante la sua teoria interpretasse perfettamente i dati sperimentali a disposizione. Dopo solo cinque anni, un altro fisico tedesco si pronunciò a favore di questa ipotesi. Si trattava di uno sconosciuto impiegato dell'ufficio brevetti di Berna che, nel giro di pochi mesi, con le sue idee avrebbe messo in scompiglio l’intera comunità dei fisici. Il suo nome era Albert Einstein.

Einstein non solo ritrovò i quanti di Planck seguendo un approccio diverso, ma addirittura li utilizzò per spiegare un fenomeno fino ad allora misterioso e incomprensibile: la possibilità di ottenere una corrente elettrica inviando su una superficie metallica un fascio di luce di opportuna frequenza, il cosiddetto effetto fotoelettrico.

A questo punto la natura delle onde elettromagnetiche risultava confusa: erano effettivamente onde, come provavano gli esperimenti di interferenza, o fasci di particelle? E che dovessero essere particelle non c’era alcun dubbio perché, come sosteneva lo stesso Einstein, l’energia è equivalente alla massa, secondo l’equazione E = mc2.

Per tanto, i quanti erano sicuramente particelle dotate di massa, dato che possedevano un'energia, e in seguito vennero chiamati fotoni. Le onde elettromagnetiche, come spiegò successivamente Einstein, dovevano quindi possedere una doppia natura: ondulatoria e corpuscolare.

Queste due nature non erano rilevabili contemporaneamente e, infatti, se ne poteva osservare una sola alla volta, a seconda dell'esperimento allestito.

Data di Pubblicazione: 26 gennaio 2023