La meccanica quantistica rappresenta una vera svolta nella scienza, consentendo agli scienziati di spiegare molti fenomeni a livello di atomi e particelle subatomiche. E non sorprende affatto che un campo di conoscenza così dinamico in via di sviluppo abbia avuto un enorme impatto sull'immagine moderna della realtà. Puoi verificarlo guardando 17 esempi di come la meccanica quantistica è cambiata e continua a cambiare la nostra visione dell'universo.
1. L'universo può essere un ologramma
Una delle interpretazioni del modello del mondo, condizionata dai postulati della meccanica quantistica, è l'idea che il nostro universo tridimensionale sia solo un ologramma. I ricercatori dell'Osservatorio tedesco-britannico riferiscono la probabile rilevazione di piccole increspature nello spazio-tempo che potrebbero fornire prove per la teoria della pixelizzazione quantistica.
2. Con il miglioramento della tecnologia, l'innovazione sta diventando meno precisa
Insieme ai progressi nel campo degli sviluppi tecnologici, cresce naturalmente la necessità della loro precisione. L'errore di vari dispositivi, come orologi e termometri, può essere attribuito al fenomeno del rumore quantistico. Questo rumore impedisce di ottenere misurazioni perfette. Tuttavia, eliminando questa interferenza, è possibile creare una tecnica con la massima precisione di indicatori, simile agli orologi atomici o ai termometri quantistici.
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3. La luce può essere controllata e concentrata per eseguire varie funzioni
Stranamente, il laser, la cui scoperta è diventata possibile grazie alla meccanica quantistica, un tempo era considerato un argomento di nessuna importanza pratica. Tuttavia, contrariamente a questa convinzione, lo sviluppo dell'ambito di questa tecnologia ha garantito l'emergere di una varietà di invenzioni, dal lettore CD ai sistemi di difesa missilistica.
4. La casualità può essere calcolata e prevista
Secondo gli scienziati, dal punto di vista della meccanica quantistica, nulla può essere veramente casuale. Avendo informazioni complete sul movimento dei dadi, sarebbero in grado di simulare accuratamente il lancio del dado e prevederne in anticipo il risultato. Creando rumore quantistico e misurando i suoi livelli, è possibile generare numeri casuali che possono essere utilizzati per crittografare i dati.
5. Gli oggetti si comportano diversamente quando misurati
L'interpretazione di Copenhagen della meccanica quantistica presuppone che le particelle cambino il loro comportamento durante l'atto di misurazione. Secondo questo concetto, le particelle hanno stati diversi, ma al momento di osservarle sono costrette a prenderne uno. Può sembrare strano, ma questa interpretazione è supportata dal concetto matematico del collasso della funzione d'onda.
6. C'è più di un universo
Il concetto di Multiverso, o l'esistenza di una pluralità di tutte le realtà possibili, è anche il prodotto di varie interpretazioni della fisica quantistica. Ciò può essere dimostrato dai dati degli osservatori orbitanti che osservano i fenomeni residui del Big Bang, nonché dai modelli matematici che implicano un universo ciclico.
7. Ci sono molte altre dimensioni
La teoria delle stringhe, nata dalla meccanica quantistica, a sua volta ha dato origine a speculazioni sulla probabilità (o mancanza di ciò) di più dimensioni. Secondo i ricercatori, l'Universo contiene almeno 11 dimensioni, che, apparentemente, sembrano non solo possibili, ma anche una condizione necessaria per il funzionamento della teoria delle stringhe.
8. Geometria di una gemma come nuovo sguardo al concetto di fisica quantistica
I fisici hanno scoperto un oggetto geometrico simile nella forma a una gemma sfaccettata. La scoperta semplifica drasticamente i calcoli delle interazioni delle particelle e sfida la classica comprensione scientifica dello spazio e del tempo come componenti principali della realtà.
9. Si possono trovare modalità di trasporto rivoluzionarie
Questo non è più oggetto di pura fantascienza: la materia può essere smontata in particelle che, dopo essere state trasportate, potranno ripristinare il loro aspetto precedente. Ciò è diventato possibile in esperimenti sul trasferimento di dati, così come su grandi molecole, ma l'applicazione di tale tecnologia agli esseri umani nel prossimo futuro non è ancora stata presa in considerazione. Oggi è possibile scansionare ogni molecola del corpo umano e assemblarla in un altro luogo, ma, secondo i postulati della fisica quantistica, l'oggetto cambia sotto l'influenza di tali azioni. Pertanto, non è possibile riprodurre una copia esatta dell'oggetto spostato.
10. L'elettricità può essere utilizzata in medicina
Gli scienziati hanno recentemente scoperto minuscoli cristalli semiconduttori che possono diventare la base per una svolta nel campo della medicina nel prossimo futuro. Si ritiene che questi punti quantici brillino quando esposti alle radiazioni ultraviolette. In tal caso, possono essere attaccati alle cellule tumorali per localizzare e distruggere queste ultime.
11. C'è una particella che dà massa anche alle più piccole forme di materia
Gli scienziati ritengono che il bosone di Higgs, noto anche come "particella divina", sia in grado di impartire massa a determinate particelle fondamentali come elettroni e gluoni. Scoprendo e isolando il bosone di Higgs, i ricercatori sarebbero in grado di capire come la materia può essere bilanciata con l'antimateria e cosa è realmente accaduto all'universo dopo il Big Bang.
12. La luce può aiutare a riconoscere le attività degli hacker
Per proteggere le informazioni sensibili dalla minaccia di interferenze esterne, la crittografia quantistica ha sviluppato un metodo di codifica dei dati all'interno di singole particelle di luce o fotoni. Il segreto del metodo sta nella presenza di una "chiave" composta da zero e uno, che permette al programma di rilevare la presenza dell'hacker in tempo reale, mentre cerca di rivelare dati riservati.
13. I computer possono essere eseguiti più velocemente di qualsiasi dispositivo digitale attualmente esistente
Lo sviluppo dei computer quantistici è un campo applicato della meccanica quantistica che può rivoluzionare l'informatica. Rispetto ai computer digitali, che codificano i dati in un sistema binario, i computer quantistici utilizzano proprietà quantistiche per memorizzare i dati ed eseguire operazioni, con il risultato che i calcoli e gli algoritmi possono essere eseguiti molto più velocemente.
14. Il fenomeno del tunneling quantistico può essere utilizzato in relazione ai gadget moderni
Nella meccanica quantistica, il tunneling quantistico è descritto come il processo di una particella che penetra attraverso una barriera che normalmente non è in grado di superare. Questo fenomeno è essenziale per il funzionamento di vari dispositivi, come interruttori, chip di memoria flash e unità USB.
15. I liquidi possono sfidare la gravità
Alcuni grandi sistemi sono in grado di mostrare gli effetti della meccanica quantistica, come il fenomeno della superfluidità. È uno stato della materia in cui si comporta come un liquido con viscosità zero, che gli consente di auto-proporsi indipendentemente dalla gravità. Nelle condizioni attuali, questo effetto ha trovato la massima applicazione nella creazione di moderni frigoriferi e nello sviluppo della spettroscopia.
16. La turbolenza dell'aria può essere regolata
Scienziati brasiliani hanno iniziato a lavorare sulla creazione di turbolenze quantistiche in condizioni estremamente fredde all'interno di una camera di laboratorio piena di gas. Lo studio della turbolenza in un ambiente controllato può alla fine portare gli scienziati a un modo per gestirla. Pertanto, il problema dell'instabilità dell'aeromobile durante il volo può essere risolto.
17. Le persone possono viaggiare avanti e indietro nel tempo
La ricerca in meccanica quantistica ha fornito le condizioni per esperimenti riguardanti la possibilità di viaggiare dal nostro mondo a tempo e spazio alternativi. Sulla base dei risultati degli esperimenti condotti nel 2010, gli scienziati sono stati in grado di determinare come un pezzo di metallo isolato è in grado di muoversi e allo stesso tempo stare in piedi. Ciò è dovuto alla capacità delle particelle quantistiche di muoversi avanti e indietro nel continuum temporale. Questa caratteristica può probabilmente portare la scienza a creare modi di viaggiare nel tempo nel prossimo futuro.
Autore: Katrin Straszewski
