WEBVTT 00:00:07.176 --> 00:00:11.960 Il fisico austriaco Erwin Schrödinger è uno dei padri della meccanica quantistica, 00:00:11.960 --> 00:00:15.237 ma è famoso per lo più per qualcosa che in realtà non ha mai fatto: 00:00:15.237 --> 00:00:17.937 un esperimento mentale che coinvolgeva un gatto. 00:00:17.937 --> 00:00:21.282 Ipotizzò di prendere un gatto e di metterlo in una scatola chiusa 00:00:21.282 --> 00:00:25.128 con un dispositivo che avesse il 50% di possibilità di ucciderlo in un'ora. 00:00:26.568 --> 00:00:30.418 "Passata un'ora - si chiese - In che stato è il gatto?" 00:00:30.418 --> 00:00:33.791 Il buonsenso suggerisce che il gatto sia o vivo o morto, 00:00:33.791 --> 00:00:36.787 ma Schrödinger fece notare che secondo la fisica quantistica, 00:00:36.787 --> 00:00:42.423 subito prima di aprire la scatola, il gatto è in pari misura vivo e morto, 00:00:42.423 --> 00:00:44.341 allo stesso tempo. 00:00:44.341 --> 00:00:47.638 Solo quando la scatola viene aperta vediamo un unico stato definito. 00:00:48.295 --> 00:00:51.557 Fino ad allora, il gatto è una probabilità confusa, 00:00:51.557 --> 00:00:54.959 per metà una cosa, per metà un'altra. 00:00:54.959 --> 00:00:56.971 Sembra assurdo, così pensò Schrödinger. 00:00:56.971 --> 00:00:59.960 Trovò la fisica quantistica così filosoficamente inquietante, 00:00:59.960 --> 00:01:02.765 che abbandonò la teoria che aveva contribuito a formulare 00:01:02.765 --> 00:01:04.986 e passò a scrivere di biologia. 00:01:04.996 --> 00:01:08.948 Per quanto assurdo possa sembrare, però, il gatto di Schrödinger è del tutto reale. 00:01:08.948 --> 00:01:10.605 Anzi, è essenziale. 00:01:10.605 --> 00:01:14.329 Se un oggetto quantistico non potesse essere in due stati contemporaneamente, 00:01:14.329 --> 00:01:18.560 il computer che stai usando per guardare questo filmato non potrebbe esistere. 00:01:18.580 --> 00:01:20.658 Il fenomeno quantico della sovrapposizione 00:01:20.658 --> 00:01:25.695 è una conseguenza della duplice natura, corpuscolare e ondulatoria, di ogni cosa. 00:01:25.705 --> 00:01:27.807 Un oggetto può avere una lunghezza d'onda 00:01:27.837 --> 00:01:30.298 solo se si estende in una certa area dello spazio, 00:01:30.298 --> 00:01:34.054 il che significa che occupa molte posizioni allo stesso tempo. 00:01:34.054 --> 00:01:37.069 La lunghezza d'onda di un oggetto in un piccolo spazio 00:01:37.069 --> 00:01:39.429 non può tuttavia essere definita perfettamente. 00:01:39.429 --> 00:01:43.430 Esiste quindi in molte diverse lunghezze d'onda allo stesso tempo. 00:01:43.430 --> 00:01:46.455 Non vediamo le proprietà ondulatorie negli oggetti quotidiani 00:01:46.455 --> 00:01:50.195 perché la lunghezza d'onda diminuisce quando aumenta la quantità di moto. 00:01:50.205 --> 00:01:52.909 E un gatto è relativamente grande e pesante. 00:01:52.909 --> 00:01:57.112 Se ingrandissimo un unico atomo fino alla dimensione del sistema solare, 00:01:57.132 --> 00:01:59.650 la lunghezza d'onda di un gatto che fugge un fisico 00:01:59.650 --> 00:02:03.299 sarebbe piccola come un atomo all'interno di quel sistema solare. 00:02:03.319 --> 00:02:08.043 È troppo piccola, e non percepiremo mai il comportamento ondulatorio di un gatto. 00:02:08.043 --> 00:02:10.061 Una particella piccola, come un elettrone, 00:02:10.061 --> 00:02:13.398 può invece mostrare molto chiaramente la sua duplice natura. 00:02:13.398 --> 00:02:18.602 Se spariamo degli elettroni uno ad uno contro due strette fessure di una parete, 00:02:18.602 --> 00:02:23.912 ogni elettrone è rilevato sul lato opposto in un unico luogo ad un dato istante, 00:02:23.912 --> 00:02:25.295 come una particella. 00:02:25.295 --> 00:02:27.533 Ma se ripeti questo esperimento molte volte, 00:02:27.533 --> 00:02:30.360 tenendo traccia di ogni singolo rilevamento, 00:02:30.360 --> 00:02:34.643 vedrai gli elettroni formare una figura tipica del comportamento ondulatorio: 00:02:34.643 --> 00:02:37.373 una serie di strisce, cioè zone con molti elettroni 00:02:37.373 --> 00:02:40.061 separate da zone dove non ce ne sono affatto. 00:02:40.061 --> 00:02:42.867 Blocca una delle fessure e le strisce scompariranno. 00:02:42.867 --> 00:02:47.692 Questo mostra che la figura deriva dal fatto che ogni elettrone attraversa 00:02:47.692 --> 00:02:49.790 entrambe le fessure allo stesso tempo. 00:02:49.790 --> 00:02:52.672 Un singolo elettrone non sceglie destra o sinistra 00:02:52.672 --> 00:02:56.076 ma va a destra e a sinistra simultaneamente. 00:02:56.076 --> 00:03:00.029 Questa sovrapposizione di stati porta anche a tecnologie moderne. 00:03:00.029 --> 00:03:05.491 Un elettrone vicino al nucleo di un atomo ha un'orbita estesa, simile a un'onda. 00:03:05.491 --> 00:03:07.135 Unisci due atomi, 00:03:07.135 --> 00:03:10.416 e gli elettroni non avranno bisogno di sceglierne solo uno 00:03:10.416 --> 00:03:12.203 ma saranno condivisi fra i due. 00:03:12.203 --> 00:03:14.676 È così che si formano alcuni legami chimici. 00:03:14.676 --> 00:03:21.059 In una molecola un elettrone non è solo sull'atomo A o sull'atomo B, ma su A+B. 00:03:21.059 --> 00:03:23.875 Se aggiungi più atomi, gli elettroni si estendono di più, 00:03:23.875 --> 00:03:27.342 condivisi da immensi numeri di atomi contemporaneamente. 00:03:27.342 --> 00:03:30.643 In un solido gli elettroni non sono legati ad un atomo particolare 00:03:30.643 --> 00:03:35.344 ma condivisi tra tutti loro, estendendosi su un'ampia porzione di spazio. 00:03:35.344 --> 00:03:37.860 Questa gigantesca sovrapposizione di stati 00:03:37.860 --> 00:03:41.607 determina come si muovono gli elettroni attraverso il materiale, 00:03:41.607 --> 00:03:45.625 e quindi se questo è un conduttore, un isolante o un semiconduttore. 00:03:45.625 --> 00:03:48.461 Capire come gli elettroni sono condivisi fra gli atomi 00:03:48.461 --> 00:03:51.947 permette di controllare con precisione le proprietà dei semiconduttori, 00:03:51.947 --> 00:03:53.498 come il silicone. 00:03:53.508 --> 00:03:55.932 Combinare diversi semiconduttori nel modo giusto 00:03:55.932 --> 00:03:59.496 ci permette di produrre transistor su scala piccola, 00:03:59.496 --> 00:04:01.861 milioni su ogni singolo chip. 00:04:01.861 --> 00:04:04.063 In quei chip e i loro elettroni estesi 00:04:04.073 --> 00:04:07.485 risiedono le capacità del computer con cui guardi questo video. 00:04:07.494 --> 00:04:12.194 Una vecchia battuta dice che Internet esiste per condividere video di gatti. 00:04:12.194 --> 00:04:15.425 Ma a un livello molto profondo, Internet deve la sua esistenza 00:04:15.425 --> 00:04:18.031 a un fisico austriaco e al suo gatto immaginario.