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Le interpretazioni del cosiddetto “collasso della funzione d’onda” sono al centro di uno dei dibattiti ancora aperti della fisica moderna.
Nel formalismo standard della meccanica quantistica, le particelle e i sistemi di particelle sono descritti da funzioni d’onda che rappresentano sovrapposizioni di stati: un elettrone può trovarsi in una sovrapposizione lineare di posizioni, energie o spin diversi. Durante la misurazione di una qualsiasi di queste grandezze osservabili, comunque viene misurato un unico valore (autovalore) tra quelli corrispondenti ai diversi stati della sovrapposizione. In qualche modo la varietà degli stati rappresentati dalla sovrapposizione si riduce a un singolo “autostato” della grandezza fisica misurata. Il collasso è considerato un evento fisico reale, ma non è descritto dalle equazioni della meccanica quantistica. La teoria non spiega come o perché ciò avvenga, né dove tracciare il confine tra sistema quantistico sotto osservazione e apparato di misura.
Analogia classica del concetto di collasso della funzione d’onda.
Un’altra interpretazione, proposta da Hugh Everett nel 1957 (la cosiddetta “interpretazione a molti mondi”), nega l’esistenza del collasso. La funzione d’onda dell’universo evolve sempre secondo l’equazione di Schrödinger in modo deterministico. Ogni possibile risultato della misurazione si realizza in una “branca” diversa dell’universo. Non c’è la riduzione da molti a uno: l’osservatore stesso entra in sovrapposizione con copie diverse del sistema che sperimentano risultati diversi. Il collasso è solo apparente dal punto di vista di ciascun osservatore.
Giancarlo Ghirardi, Alberto Rimini e Tullio Weber considerano invece il collasso come un evento oggettivo, descrivibile con l’aggiunta di termini stocastici all’equazione di Schrödinger (la loro teoria, abbreviata GRW, è stata proposta nel 1985). I collassi sono in questo caso eventi spontanei rari per le particelle singole, ma frequenti nei sistemi macroscopici.
Tutte queste interpretazioni sono empiricamente equivalenti nelle predizioni verificabili finora, e si differenziano solo sulla interpretazione di cosa sia “realmente” la funzione d’onda e cosa accada durante la misurazione. Parafrasando Richard Feynmann: la meccanica quantistica è quella teoria che funziona esattamente, anche se nessuno sa esattamente perché.
Autore: Maurizio Dabbicco
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