Questo articolo è una delle tante "ciliegine cosmiche" che potete gustare QUI

Una breve ciliegina sul vero significato del principio di Heisenberg, in cui ribadiamo che quello che spesso si sente dire su di esso è proprio una "fake news".

Si parla spesso del Principio di Indeterminazione di Heisenberg (PIH), ma spesso e volentieri se ne parla a sproposito. Vi è in particolare una definizione che è completamente sbagliata, ma che viene spesso usata per spiegarlo facilmente. Penso che non sia mai troppo tardi per fare chiarezza.

La definizione che purtroppo si legge e si ascolta è la seguente:

Per poter misurare la posizione di una particella, come l'elettrone, è necessario ILLUMINARLO, ossia disturbarlo attraverso un fascio di fotoni. A questo livello di dimensioni anche i fotoni "spostano" l'elettrone (hanno un certa quantità di moto) e quindi il tentativo di misurare con precisione la posizione fa sì che venga influenzata la sua velocità, ossia la sua quantità di moto.

Essa è completamente sbagliata! Il PIH NON HA NIENTE A CHE VEDERE CON L'OPERAZIONE DI MISURA. Esso è una PROPRIETA' INTRINSECA delle particelle che hanno una doppia natura, ossia onda e corpuscolo. La dualità è fondamentale per poter applicare il PIH. Vi sono moltissimi modi per spiegarlo, ma basta pensare a cosa siano in realtà la quantità di moto e la posizione. La quantità di moto di un'onda è qualcosa di misurabile, dato che dipende dalla lunghezza d'onda (come descritto da De Broglie, ma ci torneremo sopra). La posizione, invece, esiste solo quando l'onda viene considerata corpuscolo. Le due grandezze non possono esistere in contemporanea e il fatto stesso di riuscire a determinarne una esattamente rompe la situazione di doppia natura: o è una cosa o l'altra. Se questo succede, non potremmo avere più alcuna informazione sulla quantità di moto pre-collasso.

Potremmo dire che il PIH esiste proprio finché la "particella" vive nella sua doppia natura. Se la faccio collassare entriamo nel mondo dei corpuscoli, ossia nella fisica classica.

Come già detto, esistono molti modi per visualizzare il PIH, ma penso che quello utilizzato da noi nell'articolo a lui dedicato sia sempre il migliore. Andate  a(ri)leggerlo e vedrete che niente ha a che fare con l'operazione di misura.

Se la fenditura è abbastanza larga la posizione al momento del passaggio nella fenditura è molto imprecisa, ma la direzione da cui proviene è accurata ed è quasi perfettamente quella orizzontale. Se, però, stringiamo la fenditura la precisione nella posizione è sempre più accurata e il PIH ci dice che la direzione non può che diventare incerta

Vi consiglio anche questo breve, ma sorprendente, video del prof. Lewin del MIT: una prova veramente sperimentale che spiega meglio di tante parole. Si vede benissimo come, finché la fenditura è abbastanza larga, rimanga molto indeterminata la posizione (può essere ovunque nell'apertura), mentre la velocità (ossia la direzione del movimento) sia quasi perfettamente orizzontale. Chiudendo la fenditura aumenta l'accuratezza della posizione, ma a un certo punto entra in gioco il PIH e la direzione diventa sempre più incerta.

La lunghezza d'onda di De Broglie e il principio di Heisenberg, oltre ad essere due colonne portanti della meccanica quantistica, sono strettamente correlati. In che modo? Lo spieghiamo QUI