Un secolo fa, la scienza è diventata quantistica. Per celebrare, i fisici stanno organizzando una festa globale di un anno.
Nel 1925, la meccanica quantistica, la teoria scientifica che descrive le regole non intuitive della fisica su scale molto piccole, iniziò a cristallizzazione nelle menti dei fisici. A partire da quell’anno, una serie di documenti monumentali hanno esposto il quadro della teoria. Da allora la fisica quantistica ha permeato una vasta gamma di discipline scientifiche – spiegando la tavola periodica, le vite e le morti di stelle e altro – e ha permesso le tecnologie dal laser allo smartphone.
In onore di quel secolo di progresso, i fisici celebrano il 2025 come anno internazionale della scienza e della tecnologia quantistica, come designato dalle Nazioni Unite. I festeggiamenti iniziano il 4 febbraio con una cerimonia di apertura a Parigi e continuano durante tutto l’anno con conferenze scientifiche, lezioni pubbliche e altro ancora, tra cui QuantumFest, un evento a marzo al Summit di fisica globale dell’American Physical di Anaheim, in California, con mani con mani su attività e dimostrazioni.
A partire da circa il 1900, una varietà di esperimenti e progressi teorici iniziarono a svelare pezzi del regno quantistico sconcertante. Quindi, un documento del 1925 del fisico tedesco Werner Heisenberg, seguito poco dopo da giornali di altri tra cui il fisico austriaco Erwin Schrödinger, trasformò la pulizia di suggerimenti in un quadro coeso.
“Usiamo ancora quelle equazioni che sono state pubblicate nel 1925 e nel ’26”, afferma il fisico teorico Ana María Cetto della National Autonomous University of Mexico’s Institute of Physics a Mexico City. “E hanno portato a un’enorme quantità di risultati teorici e risultati sperimentali e applicazioni tecnologiche.” La successiva rivoluzione quantistica è diventata la base per gran parte della fisica moderna.
In quegli anni importanti, afferma il fisico quantico Smitha Vishveshwara dell’Università dell’Illinois Urbana-Champaign, “Le basi di un modo completamente diverso di guardare la natura si sono solidificate”.
Secondo quella nuova visione della natura, la materia assorbe l’energia in pacchetti minuscoli e discreti o quanti. E stranamente, gli oggetti apparentemente disconnessi possono essere impigliati, le loro proprietà correlate da un collegamento immateriale. Il principio di incertezza di Heisenberg, formulato nel 1927, afferma che è impossibile determinare con precisione sia la velocità che lo slancio di un oggetto. Lo strano limbo quantico noto come sovrapposizione fu famoso nel 1935 con il gatto di Schrödinger, una parabola scientifica in cui un’ipotetica felina è sia morta che viva. Nel corso del secolo scorso, tali stranezze hanno permeato non solo la scienza ma anche l’immaginazione popolare.
Notizie scientifiche Ho parlato con Cetto e Vishveshwara, che sono coinvolti nella celebrazione di quest’anno. Le loro risposte sono state modificate per lunghezza e chiarezza.
Sn: Qual è l’importanza della fisica quantistica oggi?
Cetto: In questi 100 anni, la fisica quantistica è diventata una delle aree principali – se non la principale area – della fisica contemporanea. È difficile trovare un po ‘di area in fisica o qualche problema in fisica in cui la meccanica quantistica non svolge un ruolo, soprattutto ora che stiamo lavorando con sistemi che sono sempre più piccoli di scala o più corti nel tempo. Perché è qui che si presentano davvero i fenomeni quantistici.
Sn: Quali sono le applicazioni tecnologiche?
Vishveshwara: Tecnologia dei semiconduttori, risonanza magnetica, calcolo quantistico, laser – tutto ciò deriva dalla comprensione della fisica quantistica. Devi assolutamente avere una comprensione degli atomi, degli elementi e dei composti a livello quantico per anche creare l’elemento di circuito di base che va nello smartphone.
Sn: Quali sono gli obiettivi dell’anno internazionale della scienza e della tecnologia quantistica?
Vishveshwara: Uno è di aiutare davvero a sensibilizzare sul pubblico delle meraviglie della scienza quantistica e del modo in cui influisce sulla nostra vita quotidiana. Ci sono oltre 60 paesi dietro di esso, quindi è davvero una celebrazione globale. Oltre a sensibilizzare il pubblico e riunire diverse comunità, penso che stia riunendo le persone da tutto il mondo e attraverso diverse ceti sociali in un modo che non ho visto in vita mia.
Sn: Quantum Physics ha la reputazione di essere misterioso – vero?
Vishveshwara: È assolutamente misterioso. Penso che sia parte del suo fascino, perché tutti amiamo i misteri. Già nella cultura popolare, c’è un fascino. Ora “Quantum” è questa parola Ultracool, dove hai (personaggio Marvel) Ant-Man che entra nel regno quantistico.
Sn: Quali sono alcune domande aperte che rimangono nella fisica quantistica?
Cetto: Ci mancano ancora alcuni elementi di base che possono farci il quadro completo. Qual è la causa fisica dell’entanglement? Qual è la causa fisica dell’indeterminatezza espressa nel Heisenberg (principio di incertezza)? Non è che non possa essere compreso, perché non è magico, è la fisica. Dobbiamo solo lavorarci.
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