6.5 Principio di indeterminazione di Heisenberg e casualità quantistica

Indice ／ Capitolo 6: Dominio quantistico

Nella pratica, l’indeterminazione emerge come compromessi di precisione, aleatorietà tiro su tiro con distribuzioni stabili nelle ripetizioni e una regola semplice: più misuriamo fine, più disturbiamo. In EFT questo deriva dall’azione congiunta di struttura, accoppiamento e fondo.

I. Fenomeni e perplessità

• Compromessi reciproci: affinare la posizione allarga la quantità di moto; affinare la quantità di moto allarga la posizione. In tempo–energia: impulsi più brevi → bande più larghe; righe più pure → durate più lunghe.
• Caso singolo casuale, serie regolare: ogni esito isolato è imprevedibile, ma ripetizioni con la stessa preparazione fluttuano in una distribuzione stabile che non si restringe sotto una soglia comune.
• Più guardi da vicino, più disturbi: una misura più fine scuote il sistema e rende meno stabile l’osservabile coniugata.

II. Lettura EFT: tre cause, un quadro unico

• Struttura — ergonomia delle buste coerenti. Nella mare di energia, ogni propagazione avviene tramite una busta coerente. Localizzare meglio significa pinzare la busta in gradienti di tensione più ripidi; per farlo si mescolano molte scale di oscillazione. Ne risulta una posizione più stretta e direzioni di quantità di moto più disperse. Allineare la quantità di moto allunga e appiattisce la busta e la posizione si apre. La stessa busta non può essere corta e pura allo stesso tempo: più corta = più larga; più pura = più lunga. È un limite della propagazione a staffetta, non un difetto strumentale.
• Accoppiamento — misurare = accoppiamento + chiusura + memoria. Per “vedere” di più, accoppiamo un apparato leggibile. L’accoppiamento riscrive la mappa locale; la chiusura fissa un evento; la memoria lo amplifica. Un accoppiamento più forte alla posizione pinza la busta e disordina le direzioni; l’opposto vale per la quantità di moto. Una quota dell’indeterminazione nasce dal ritorno di misura inevitabile.
• Fondo — rumore di tensione e amplificazione macroscopica. La mare non è perfettamente calma: esiste un rumore di tensione pervasivo. La chiusura del singolo tiro richiede amplificazione macroscopica estremamente sensibile a micro-perturbazioni. Perciò il singolo esito è imprevedibile, mentre le distribuzioni restano stabili con la stessa preparazione e geometria. La casualità non è “senza causa”: è strutturale.

III. Scenari tipici, resi concreti

• Riga mono-frequenza vs. impulso corto: righe più pure durano di più; impulsi più corti aprono la banda. In EFT: una busta breve necessita di più scale mescolate, quindi le frequenze si disperdono.
• Fascio di elettroni — collimazione vs. spot: un cono angolare più stretto produce uno spot più grande; per ridurre lo spot serve maggiore divergenza. In EFT: un allineamento migliore allunga la busta; rimpicciolire lo spot richiede mescolare più direzioni.
• Rilascio di atomi freddi: confinati, sono ben localizzati; liberati, la distribuzione di quantità di moto “si rivela” e la nube cresce rapidamente. In EFT: la busta compressa conteneva componenti direzionali ampie che si dispiegano nel volo libero.
• Separazione Stern–Gerlach (la scelta binaria dello spin): il gradiente magnetico rende visibili due orientazioni consentite; ogni tiro è casuale, ma le proporzioni sono stabili. In EFT: l’accoppiamento locale scrive canali discreti di chiusura; in quale canale cada il tiro dipende da micro-perturbazioni e amplificazione, mentre la distribuzione è fissata da preparazione e geometria.

IV. Risposte rapide a idee diffuse

• «Strumenti migliori supereranno il limite». No. Pinzare una variabile accentua la struttura di tensione e disordina il coniugato. È un vincolo di propagazione, non un difetto di fabbricazione.
• «La casualità è solo ignoranza». Non solo. Il singolo tiro deriva da micro-perturbazioni + amplificazione sensibile; la stabilità delle distribuzioni nasce dallo stato preparato e dalla geometria.
• «Variabili nascoste fissano ogni esito». No. Il canale di chiusura scritto dipende dal contesto di misura — accoppiamento, base e geometria. I singoli esiti sono imprevedibili; le distribuzioni sono prevedibili e compatibili con gli esperimenti.
• «Esiste qualcosa di superluminale?». No. Il coordinamento deriva da vincoli condivisi, non da messaggi; chiusura e scrittura di memoria sono locali.

V. In sintesi

• Tre cause dell’indeterminazione: ergonomia della busta (struttura), ritorno di misura (accoppiamento–chiusura–memoria) e rumore di tensione + amplificazione macroscopica (fondo).
• Stringere la posizione richiede mescolare più direzioni; stringere la quantità di moto allunga la busta e apre la posizione.
• Misurare non è osservare passivamente: riscriviamo la mappa e fissiamo una chiusura; più informazione implica accoppiamento più forte.
• Singoli tiri casuali, ripetizioni regolari: le distribuzioni dipendono da preparazione e geometria; i singoli esiti da fondo e amplificazione.
• Frase unificatrice: l’onda traccia il percorso, la soglia definisce i quanti, la particella contabilizza; indeterminazione e casualità sono effetti collaterali inevitabili di questi tre passi in condizioni estreme.