{"id":20213,"date":"2021-04-13T04:05:26","date_gmt":"2021-04-13T02:05:26","guid":{"rendered":"https:\/\/test.cfdfeaservice.it\/index.php\/2021\/04\/13\/una-sola-idea-di-tempo-per-la-meccanica-quantistica-e-la-fisica-classica\/"},"modified":"2021-04-13T04:05:26","modified_gmt":"2021-04-13T02:05:26","slug":"una-sola-idea-di-tempo-per-la-meccanica-quantistica-e-la-fisica-classica","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/test.cfdfeaservice.it\/index.php\/2021\/04\/13\/una-sola-idea-di-tempo-per-la-meccanica-quantistica-e-la-fisica-classica\/","title":{"rendered":"Una sola idea di tempo per la meccanica quantistica e la fisica classica"},"content":{"rendered":"
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\"Meccanica<\/div>\n
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Una sola idea di tempo per la meccanica quantistica e la fisica classica: una ricerca su Nature Communications, a cura di Cnr-Isc<\/a> e Universit\u00e0 di Firenze<\/a>, getta un ponte fra le due teorie fisiche attraverso un\u2019unica definizione di tempo.<\/em><\/p>\n

Il tempo \u00e8 una nozione profondamente radicata nella nostra percezione della realt\u00e0, motivo per cui \u00e8 stato per secoli un elemento delle teorie scientifiche tanto fondamentale da non poter essere messo in discussione. Nel secolo scorso, la relativit\u00e0 generale e la meccanica quantistica sono intervenute in direzioni opposte: la prima ha introdotto il concetto di coordinata temporale, riconoscendo al tempo lo stesso status attribuito alla posizione spaziale; la meccanica quantistica, invece, ha individuato nel tempo un parametro esterno alla teoria stessa, sostanzialmente diverso da ogni altra propriet\u00e0 osservabile.<\/p>\n

Il trattamento del tempo in meccanica quantistica<\/h2>\n

Mentre l\u2019introduzione del concetto di \u201cspaziotempo\u201d in relativit\u00e0 generale appare come un\u2019intuizione coerente con l\u2019impianto logico e formale della fisica classica, il fatto che il tempo non possa essere trattato come le altre osservabili fisiche in meccanica quantistica pu\u00f2 risultare inquietante. Il diverso modo di intendere, concettualmente e formalmente, il tempo in relativit\u00e0 generale e meccanica quantistica costituisce uno dei principali ostacoli da superare quando si tenti di riconciliare le due teorie, riconciliazione che \u00e8 oggi, dopo un secolo di giustapposizione, irrinunciabile.<\/p>\n

La pubblicazione<\/h2>\n

In questo quadro, il lavoro del gruppo di ricerca di Paola Verrucchi dell\u2019Istituto dei sistemi complessi del Consiglio nazionale delle ricerche (Cnr-Isc) e di Alessandro Cuccoli (Dipartimento di Fisica dell\u2019Universit\u00e0 di Firenze), pubblicato su Nature Communications<\/em> <\/a>costituisce un importante passo avanti. Il lavoro \u00e8 stato realizzato in collaborazione con l\u2019Istituto nazionale di fisica nucleare. \u201cVi si mostra che una descrizione completamente quantistica permette di dedurre le equazioni che descrivono l\u2019evoluzione nel tempo dei sistemi fisici, siano esse quelle previste dalla fisica classica o dalla meccanica quantistica\u201d, spiega Cuccoli. Gli autori fanno riferimento a una proposta, nota in letteratura come \u201cmeccanismo di Page and Wootters (PaW)\u201d dal nome dei fisici che l\u2019hanno introdotta circa 40 anni fa, secondo la quale l\u2019espressione \u201cad un certo istante di tempo t\u201d deve essere intesa come in relazione al fatto che un orologio si trovi in uno stato caratterizzato dal valore t.<\/p>\n

\u201cL\u2019idea corrisponde in modo naturale alla nostra esperienza quotidiana, poich\u00e9 sappiamo a che ora ci svegliamo solo guardando in che posizione sono le lancette dell\u2019orologio, o a che altezza sia il sole nel cielo, o quanto lunga sia l\u2019ombra degli oggetti sul terreno\u201d, afferma Verrucchi. \u201cPossiamo dire che il meccanismo PaW formalizza uno degli strumenti pi\u00f9 usati nella letteratura e nel cinema, laddove per dare il senso di un tempo che si ferma, si congela l\u2019intero ambiente circostante il protagonista, introducendo cos\u00ec l\u2019idea fondamentale che la percezione dello scorrere del tempo richieda necessariamente una correlazione con ci\u00f2 che ci circonda\u201d.<\/p>\n

Un fenomeno straordinario<\/h2>\n

Nel meccanismo PaW questa correlazione si formalizza in uno straordinario fenomeno, tipico ed esclusivo della meccanica quantistica, che prende il nome di entanglement: si tratta di un legame, un intreccio (traduzione del termine inglese entanglement, appunto) fra sistemi fisici distinti, che stabilisce una relazione fra le loro rispettive propriet\u00e0 ed \u00e8 tanto sostanziale da sopravvivere anche quando tali sistemi, allontanati nello spazio e nel tempo, non interagiscono pi\u00f9. Basandosi su un fenomeno esclusivamente quantistico, per\u00f2, il meccanismo PaW da solo non sembrava poter condurre ad una trattazione dell\u2019evoluzione temporale che potesse descrivere il fluire del tempo nella nostra realt\u00e0 quotidiana, perfettamente descritta dalla fisica classica. \u201cIl nostro lavoro nasce dalla constatazione che il tempo \u00e8 una nozione trasversale rispetto a qualunque teoria scientifica, da cui segue la necessit\u00e0 di una trattazione che permetta di derivare nello stesso quadro formale sia l\u2019equazione che descrive come lo stato di un sistema evolve nel tempo in una trattazione quantistica, la cosiddetta Equazione di Schroedinger, che le equazioni che forniscono l\u2019analoga descrizione in fisica classica, dette Equazioni di Hamilton\u201d, continua Cuccoli.<\/p>\n

Modello senza tempo costituito da due sistemi quantistici<\/h2>\n

A tale scopo, in questo lavoro gli autori costruiscono un modello senza tempo, costituito da due sistemi quantistici, orologio e sistema, non interagenti ma fortemente correlati attraverso l\u2019entanglement (ovvero entangled) ed aggiungono al meccanismo PaW la descrizione formale del cosiddetto\u00a0 quantum-to-classical crossover, il fenomeno per cui un sistema macroscopico, cio\u00e8 grande, pu\u00f2 essere descritto da una teoria classica sebbene i suoi componenti microscopici siano descritti dalle leggi della meccanica quantistica. L\u2019aggiunta di questo ingrediente, insieme ad una attenta rielaborazione del meccanismo PaW permette di dimostrare che esiste un parametro t dell\u2019orologio che \u00e8, a tutti gli effetti, il tempo per l\u2019altro sistema, indipendentemente dal fatto che si ricorra ad una descrizione quantistica o classica.<\/p>\n

\u201cL\u2019assoluta necessit\u00e0 che sistema ed orologio siano entangled affinch\u00e9 le equazioni di Schroedinger e Hamilton possano essere derivate dimostra ancora una volta che questa forma di correlazione\u00a0 squisitamente quantistica \u00e8 fondamentale per la realizzazione dell\u2019universo intorno a noi e del modo in cui lo percepiamo\u201d, conclude Verrucchi. \u201cQuesto risultato mostra che non esiste un tempo\u00a0 quantistico, magari contrapposto ad un tempo classico, esiste un solo tempo ed \u00e8 una manifestazione dell\u2019entanglement. Il nostro risultato getta le basi per la costruzione di un ponte fra relativit\u00e0 generale e meccanica quantistica che pu\u00f2 traghettarci verso una pi\u00f9 profonda comprensione di come, perch\u00e9 e in che senso il tempo scorra intorno a noi e nell\u2019intero universo\u201d.<\/p>\n<\/div>\n

L’articolo Una sola idea di tempo per la meccanica quantistica e la fisica classica<\/a> sembra essere il primo su Il Progettista Industriale<\/a>.<\/p>\n<\/div>\n

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Autore: Redazione<\/p>\n

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