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Macro indeterminazione

Nell'esperimento ideale del microscopio, Heisenberg illustrò il principio di indeterminazione. Per la misura della posizione di una particella: è necessario illuminarla , come un oggetto che si osserva appunto al microscopio. Ma così facendo, la si 'bombarda' con i fotoni o particelle di luce, con l'effetto di alterarne la posizione, e la velocità.
Nella sua analisi teorica, Heisenberg individuò,in termini quantitativi, i limiti oltre i quali non può spingersi la misura  contemporanea della posizione e della velocità di una particella del mondo quantistico.
Per lungo tempo, si è pensato che questi limiti entrassero in gioco solo a  livello di mondo sub-atomico, senza che potessero 'disturbare' la precisione delle misure effettuate su oggetti macroscopici, o del mondo di tutti i giorni. Negli ultimi  decenni però, il progresso delle tecnologie si è spinto  in direzione del micro- e del nano-mondo, fino a avvicinarsi ai gedanken experiment, o esperimenti ideali, che negli anni venti del secolo scorso venivano solo pensati.
Esperti del Colorado hanno preso di mira una membrana lunga mezzo millimetro e della massa di pochi nanogrammi. Piccolissima, ma visibile a occhio nudo. E l'hanno fatta vibrare sottoponendola all'illuminazione di fasci laser. Diversi esperimenti hanno già messo in evidenza gli effetti meccanici dell'azione della luce, peraltro noti da tempo immemorabile, a livello microscopico. Qui entra in gioco, in prima battuta, l'intensità del fascio laser, che si mira ad aumentare per raggiungere una maggiore precisione nella misura della posizione, o meglio delle posizioni e delle vibrazioni  della membrana. Ma bombardandola con intensità maggiori, si finisce con il perturbarne le vibrazioni, a scapito della precisione nella misura delle medesime.
Vi è quindi un limite, di natura quantistica, analogo al limite individuato da Heisenberg, nella precisione delle misure della posizione e della velocità di una particella ideale.
La novità dell'esperimento del Colorado sta nell'aver individuato questi limiti quantistici a livello macroscopico, quando,di regola, nel macro-mondo quotidiano, gli effetti quantistici non vengono notati, in quanto vengono cancellati o sovrastati dalle incontrollabili interazioni di un sistema con l'ambiente esterno. Per controllare questa distruzione degli effetti quantistici, che i dotti chiamano decoerenza, gli esperti hanno isolato la membrana, portandola allo zero assoluto, in modo da eliminare gli scambi termici con l'ambiente.  Sono arrivati infine a una versione ottico-neccanica dell'antico principio  teorico, indicando sperimentalmente i termini del compromesso fra la perturbazione generata dalla misura, e lo stato dell'oggetto della misura stessa.

http://www.sciencemag.org/content/339/6121/801

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