Neutroni e viaggi incredibili: comportamenti quantistici svelati dai test alla TU Wien

RomeRecenti esperimenti con neutroni presso l'Università Tecnica di Vienna hanno rivelato risultati sorprendenti. I dati mostrano che i neutroni non si comportano secondo le regole classiche e comuni, bensì seguono i principi della fisica quantistica. Questo è stato dimostrato attraverso un esperimento che ha testato la "disuguaglianza di Leggett-Garg," una teoria introdotta nel 1985.

Punti Chiave della Teoria Quantistica

Ecco alcuni aspetti fondamentali:

• La teoria quantistica permette agli oggetti di esistere in più stati contemporaneamente.
• La posizione e lo stato di una particella potrebbero non essere così precisi come crediamo.
• L'"ineguaglianza di Leggett-Garg" verifica se le spiegazioni classiche possono descrivere il comportamento quantistico.
• Violare questa ineguaglianza dimostra che le teorie classiche non sono applicabili a tutti i comportamenti delle particelle.

La teoria quantistica afferma che le particelle possono trovarsi in diversi stati simultaneamente. Questo è in contrasto con la fisica classica, che sostiene che gli oggetti hanno proprietà definite, come una posizione e una velocità fisse, indipendentemente dal fatto che li osserviamo o meno.

I ricercatori della TU Wien hanno studiato il comportamento dei neutroni utilizzando un interferometro a neutroni. Questo strumento divide il fascio di neutroni in due parti per poi riunirle. Secondo la teoria quantistica, ogni neutrone percorre entrambe le strade contemporaneamente, anche se queste possono essere distanti diversi centimetri. Questo rende le azioni dei neutroni affascinanti anche su scale più grandi.

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La disuguaglianza di Leggett-Garg verifica se gli oggetti su larga scala si comportano secondo le previsioni della fisica classica. La fisica classica prevede che certi limiti sulla forza delle correlazioni tra misurazioni nel tempo non debbano essere superati. Se le misurazioni in tre momenti distinti mostrano correlazioni più forti di questi limiti, ciò suggerisce che la fisica classica non è applicabile. La disuguaglianza di Leggett-Garg fornisce un metodo per calcolare queste correlazioni e, mentre le teorie classiche dovrebbero rispettare questa regola, le teorie quantistiche potrebbero non farlo.

Nell'esperimento, gli scienziati hanno utilizzato dispositivi in cristallo di silicio per dividere un fascio di neutroni in due parti. Hanno misurato i neutroni in tre momenti diversi e hanno scoperto che i risultati non corrispondevano a ciò che la fisica classica avrebbe previsto. I neutroni hanno mostrato comportamenti che le teorie classiche non potevano spiegare.

Questo esperimento dimostra che la fisica quantistica descrive la realtà meglio della fisica classica. Oggetti composti da particelle quantistiche dovrebbero manifestare comportamenti quantistici. Anche oggetti di grandi dimensioni mostrano effetti quantistici. Ad esempio, è stato osservato che i neutroni percorrono due percorsi contemporaneamente. La fisica classica sostiene che dovrebbero seguire un solo percorso, ma la teoria quantistica dimostra la divisione dei percorsi.

I ricercatori hanno utilizzato misurazioni avanzate per ottenere questi risultati. Hanno messo in discussione l'idea che lo stato effettivo di una particella sia sempre nascosto o sconosciuto. I fasci di neutroni, sebbene più grandi nel mondo quantistico, hanno comunque rispettato le leggi quantistiche. Questi risultati non possono essere spiegati dalla fisica classica.

Gli esperimenti condotti presso la TU Wien hanno dimostrato che per comprendere la realtà è necessaria la fisica quantistica. Le teorie tradizionali non riescono a spiegare i risultati ottenuti. Le scoperte confermano che la fisica quantistica è essenziale per descrivere accuratamente il comportamento delle particelle.