La meccanica quantistica e i suoi paradossi

Più di un secolo fa ci fu un responsabile dell’ufficio brevetti americano (non Duell secondo una diffusa, ma erronea, attribuzione bensì Ellsworth) che presagì l’imminente arrivo della fine dello sviluppo e delle invenzioni umane ritenendo che ormai tutto, o quasi, fosse stato inventato. Nella seconda metà dell’Ottocento qualcosa di simile – in Germania però e con riferimento alla fisica – lo pensò un professore il quale scoraggiò un giovane promettente (già scottato dal rifiuto di un musicista di Monaco di Baviera ad accogliere il suo desiderio di avventurarsi nel mondo delle sette note) dallo studiare una disciplina che allora si chiamava “fisica” e oggi potremmo chiamare “fisica classica”.

Per fortuna Max Planck (questo il nome dello studente, destinato a diventare uno dei padri della meccanica quantistica) accettò solo il consiglio di riporre in un cassetto spartiti e pentagrammi mentre non prese certo per oro colato l’affermazione che la fisica fosse ormai una scienza completa e rassegnata a non assistere più a nuove scoperte. Il primo anno del XX secolo vide così il quarantatreenne Planck pubblicare la legge della radiazione del “corpo nero”, termine coniato nel 1860 da Kirchhoff, pioniere della spettroscopia e autore dell’osservazione che per materiali scuri lo spettro delle frequenze della luce irradiata assume una forma che non dipende dalla temperatura. Ed è facile essere presi dalla vertigine quando, nel voler comprendere e rilevare la temperatura dei colori, si guarda verso il cielo e si vede splendere il Sole con il suo giallo e i suoi 6000 Kelvin pensando che nella notte potremo poi scorgere Sirio dal colore bianco sfumato in azzurro e dalla temperatura di 30000 (trentamila!) Kelvin.

L’universo che ci circonda, dai cieli alla materia, è un universo “quantistico” dominato dai pacchetti di energia definiti “quanti” da Max Planck. Dai lavori di Planck e di tanti altri scienziati (Albert Einstein e Richard Feynman, solo per citarne due) è nata una disciplina scientifica affascinante per i suoi paradossi e capace di sorprenderci come una lotteria… una lotteria cosmica però! Secondo le parole di Ian Stewart: «con l’avvento della meccanica quantistica il perfetto meccanismo a orologeria ha ceduto il posto a una lotteria cosmica in cui si ritiene che eventi fondamentali come il decadimento di un atomo radioattivo siano determinati dal caso, non da una legge».

JOANNE BAKER

(traduzione di Eva Filoramo)

50 grandi idee – fisica quantistica

Edizioni Dedalo, 2014

pp. 208, euro 18,00

di Federico Mussano