125 anni di meccanica quantistica: la svolta di Heisenberg cambia la fisica!

125 anni di meccanica quantistica: la svolta di Heisenberg cambia la fisica!

Nel 2025 la meccanica quantistica compirà 100 anni, una pietra miliare iniziata con l’articolo innovativo “Sulla reinterpretazione teorica quantistica delle relazioni cinematiche e meccaniche” di Werner Heisenberg del 29 luglio 1925 nella “Rivista di fisica”. Heisenberg, allora solo 23enne e assistente presso l'Istituto di fisica teorica di Göttingen, rivoluzionò la comprensione del mondo atomico. Secondo la Società tedesca di fisica (DPG), questo lavoro rappresenta il primo passo verso una teoria coerente che cambierà radicalmente la nostra conoscenza dei più piccoli elementi costitutivi della materia, mentre le leggi classiche fallivano sempre più. La DPG sottolinea che la meccanica quantistica è un “processo misterioso” nella storia della scienza perché non si basa su un’unica scoperta, ma è il risultato di sforzi collettivi.

L’emergere della meccanica quantistica

La teoria sviluppata da Heisenberg non era immediatamente comprensibile. Un paragone con una partita di calcio lo chiarisce: mentre in un gioco normale il flusso della palla è visibile, con l'approccio di Heisenberg non è chiaro come la palla arrivi in ​​porta. La sua teoria aggirava i concetti di base della meccanica classica e si concentrava su quantità misurabili come la frequenza e l'intensità delle linee spettrali, che sono cruciali per la fisica quantistica. Insieme ai suoi colleghi Max Born e Pascual Jordan, Heisenberg formulò una complessa struttura matematica nel famoso "lavoro dei tre" che costituì la base della meccanica quantistica.

Le teorie avviate da Heisenberg provocarono la risposta di altri fisici eccezionali, come Albert Einstein e Niels Bohr. Mentre Einstein parlava di "muratura" per criticare la complessità e l'infondatezza dell'approccio di Heisenberg, Louis de Broglie introdusse la sua ipotesi ondulatoria, che rivoluzionò la natura dell'elettrone. Progressi significativi furono compiuti anche negli anni successivi, come ad esempio l’equazione di Schrödinger, che fondò la meccanica ondulatoria e confermò l’applicabilità matematica della meccanica quantistica.

Gli insegnamenti di Heisenberg continuano ad avere un'influenza significativa sui fondamenti della fisica moderna oggi, anche se la meccanica quantistica è ancora considerata di natura misteriosa. I fisici di tutto il mondo si stanno basando sui concetti della meccanica quantistica e li stanno utilizzando in aree come l’informatica quantistica e la crittografia, definita la seconda rivoluzione quantistica. Queste tecnologie, basate sulle regole della meccanica quantistica, hanno il potenziale per realizzare trasformazioni sociali paragonabili a quelle della prima rivoluzione quantistica con lo sviluppo di transistor e laser. Forte Natura La meccanica quantistica rimane una delle teorie più testate e allo stesso tempo più enigmatiche della fisica.