Il principio di indeterminazione di Heisenberg

Werner Karl Heisenberg (1901-1976) è stato uno dei fisici più importanti del Ventesimo Secolo, insieme a Niels Bohr, con il quale collaborò fruttuosamente per circa venti anni formulò l’interpretazione di Copenaghen della meccanica quantistica. Premio Nobel per la Fisica nel 1932 “per la creazione della meccanica quantistica, la cui applicazione, tra le altre cose, ha portato alla scoperta delle forme allotrope dell’idrogeno”, vide sporcata l’ultima parte della sua carriera accademica e di ricercatore per la collaborazione con la Germania nazista durante il secondo conflitto mondiale nel campo della fusione nucleare che doveva portare alla realizzazione dell’atomica tedesca. Questa collaborazione, dovuta anche ad un intervento personale di Himmler di cui Heisenberg era amico, causò nel 1941 la rottura del rapporto professionale ed umano con Niels Bohr.
Ad Heisenberg dobbiamo, fra l’altro, la formulazione del principio di indeterminazione della meccanica quantistica.

Semplificando questo principio asserisce che non possiamo misurare tutte le proprietà di una particella con la stessa precisione, ovvero se localizziamo la sua posizione nello spazio, non ci è possibile misurare la sua velocità e viceversa.
Per misurare una particella dobbiamo in qualche modo interagire con essa. Questo avviene anche a livello macroscopico. Immaginiamo il semplice atto di vedere un bicchiere posato nel centro della nostra tavola. La luce riflessa dal bicchiere viaggia verso la nostra retina e ci permette di vedere il bicchiere. Questa interazione non riguarda soltanto la nostra retina ma anche l’oggetto di cui cerchiamo di individuare la posizione, nel caso del nostro esempio, il bicchiere nel centro della tavola.
Persino la luce quando viene riflessa da un corpo (il bicchiere) infligge a quest’ultimo una piccola spinta. Naturalmente la spinta che la luce infligge al nostro bicchiere è praticamente impercettibile e questo vale per tutti gli oggetti, grandi e piccoli, che costituiscono il mondo che percepiamo.

Cosa molto diversa è se il fascio di luce colpisce una singola particella, come ad esempio un elettrone. In questo caso la spinta rappresenta una vera e propria frustata per la particella che ci accingiamo a misurare. E nel momento che misuriamo con precisione la posizione dell’elettrone compromettiamo la possibilità di misurarne con altrettanta precisione la velocità.
Di più l’indeterminazione è insista nella natura ondulatoria della meccanica quantistica ed esiste a prescindere che si stia effettuando o meno una misurazione.
Ed è sulla formulazione di questo principio che prende il nome da Heisenberg che si scatenerà il nuovo attacco di Einstein a quelle che lui giudicava delle bizzarrie inaccettabili della meccanica quantistica come vedremo nel post successivo.

Lascia un commento

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

Questo sito usa Akismet per ridurre lo spam. Scopri come i tuoi dati vengono elaborati.