Il mondo dei quanti (liberamente tratto da “Alice nel paese dei quanti” di Robert Gilmore) A Quantilandia Alice si annoiava. Tutti i suoi amici erano in vacanza o a far visita alla nonna, agli zii... e pioveva. Così lei se ne stava abbandonata in casa a guardare la TV. Si era già sciroppata la quinta puntata di un corso introduttivo all’Esperanto, un programma di giardinaggio e ora una Tribuna Politica. Sì, si annoiava veramente. Lo sguardo le cadde sul libro buttato per terra accanto alla poltrona, Alice nel paese delle meraviglie. L’aveva finito di leggere prima di mettersi a guardare la TV e poi l’aveva lasciato lì. “Non capisco perché non facciano più cartoni animati o programmi interessanti”, si chiese oziosamente. “Vorrei poter essere come quell’Alice lì. Anche lei si annoiava e poi ha trovato quel paese pieno di creature affascinanti e di cose strane. Se potessi diventare piccina, se potessi restringermi fino a passare attraverso lo schermo della tele, forse capiterebbe anche a me un sacco di avventure così.” Frustrata, guardò lo schermo che in quel momento mostrava l’immagine del Primo Ministro che le stava dicendo come, tenendo conto di tutto, le cose stessero andando molto meglio di quanto andassero tre anni prima, per quanto potesse sembrare il contrario. Ma, mentre guardava, fu dolcemente stupita di vedere la faccia del Primo Ministro scomporsi lentamente in una nebbiolina di puntini luminosi che, danzando, sembravano correrle incontro, quasi le stessero facendo cenno di seguirli. “Mamma mia! “, fece Alice. “Credo proprio che vogliano che li segua là dentro!” Balzò su, verso la televisione, ma scivolò sul libro che aveva messo via così disordinatamente e cadde lunga distesa. Rialzandosi, scoprì con meraviglia che lo schermo stava crescendo enormemente, e si trovò in mezzo a quei puntini volteggianti: correva insieme con loro dentro l’immagine. “Non posso vedere niente con tutte queste macchioline che mi danzano intorno”, pensò Alice. “Sembra di stare in una tormenta di neve: davvero! Non riesco neanche a vedermi i piedi. Almeno riuscissi a scorgere qualcosa! Potrei essere ovunque!” In quel momento Alice sentì che i suoi piedi colpivano qualcosa di solido e si trovò su una superficie dura e piatta. I puntini che le danzavano tutt’intorno stavano svanendo, e scoprì di essere circondata da una folla di esseri dalla forma alquanto vaga. 1 Guardò meglio quello più vicino a lei: si trattava di una piccola figura, che le arrivava più o meno alla vita. Era terribilmente difficile farsene un’idea precisa, perché quel coso non la smetteva neanche un attimo di saltellare qua e là, muovendosi così veloce che era difficile per davvero osservarlo chiaramente. “Salve!”, disse Alice, presentandosi educatamente. “Io sono Alice. Lei come si chiama?” “Io sono un elettrone”, disse la piccola figura. “Ti prego”, fece Alice alla sua prima conoscenza, “ti riuscirebbe di star fermo un momento? Proprio non ce la faccio a vederti chiaramente!” “Per riuscirmi, mi riesce abbastanza, ma ho paura che qui non ci sia abbastanza spazio. Comunque ci provo”, rispose l’elettrone. E così dicendo cominciò a rallentare il ritmo del suo ballettio. Ma via via che rallentava, prese a espandersi da tutte le parti, diventando sempre più diffuso. Adesso, anche se non si muoveva più tanto veloce, appariva così confuso e sfuocato che ad Alice non riusciva affatto di vedere a cosa assomigliasse. “Questo è il meglio che posso fare”, ansimò. “Mi dispiace, ma temo che quanto più lentamente mi muovo, tanto più mi diffondo. È così che vanno le cose qui in Quantilandia; tanto meno spazio occupi, tanto più veloce ti devi muovere. E una delle regole, e non ci posso fare nulla; si tratta del principio di indeterminazione di Heisenberg che afferma che nessuna particella può avere valori ben definiti per la velocità e la posizione contemporaneamente. Il che implica che una particella non può star ferma in un data posizione, dato che una particella ferma ha velocità nulla, e quindi ben definita”. La meccanica classica non ha avuto praticamente nessun successo nel descrivere la natura del mondo a livello degli atomi. In qualche modo le cose devono essere diverse per gli oggetti piccoli e per quelli grandi. Ma se si ragiona così si è costretti a chiedersi: piccoli o grandi rispetto a cosa? Ci deve essere una qualche dimensione, una qualche costante fondamentale che fissi a quale livello si manifesta il nuovo comportamento. Si tratta di cambiare definitivamente il modo con cui si osserva il comportamento delle cose, ed è un cambiamento universale. Gli atomi del Sole e di una stella lontana emettono una luce il cui spettro è come quello della lampada che sta sul nostro tavolo. L’importanza del comportamento quantistico sta nel fatto che non si tratta di qualcosa che avviene solo localmente: c’è qui in gioco qualche proprietà fondamentale della Natura. Si tratta della costante universale h, che caratterizza la maggior parte delle equazioni della meccanica quantistica. Il mondo ha una struttura granulare sulla scala definita da questa costante h. A questo livello l’energia e il tempo, la posizione e il momento, vengono mescolati insieme. Non vale quasi la pena di osservare che, a livello della sensibilità percettiva umana, h è veramente molto piccola e che la maggior parte degli effetti quantistici non risultano affatto evidenti. 2