Fondamenti della Meccanica quantistica
La meccanica quantistica è senza dubbio una teoria di successo. Tuttavia, presenta dei problemi irrisolti: dove si trova il confine tra il mondo quantistico (microscopico) e quello classico (macroscopico)? Come conciliare la linearità quantistica con l'assenza di sovrapposizioni macroscopiche? Qual è il ruolo della funzione d'onda? Come collassa? Questi sono solo alcuni dei problemi aperti nei fondamenti della meccanica quantistica. Il gruppo è impegnato nello sviluppo e nella sperimentazione di modelli di collasso spontaneo della funzione d'onda, che mirano a dare una risposta coerente alle domande di cui sopra. A partire dal modello fondamentale di Ghirardi, Rimini e Weber, sono stati sviluppati diversi modelli che descrivono il collasso della funzione d'onda. Il gruppo è focalizzato su due direzioni principali di ricerca: testare gli attuali modelli di collasso, lavorando a stretto contatto con fisici sperimentali; sviluppare le loro estensioni alle dinamiche dissipative e non markoviane, e al campo relativistico.
Decoerenza e Sistemi Quantistici aperti
Anche nei laboratori sperimentali più sofisticati, i sistemi quantistici sono inevitabilmente influenzati dall’ambiente circostante. Tale azione può sovrastare gli effetti che si desidera osservare. Oltre a fenomeni come la dissipazione e l'approccio all'equilibrio termico, che sono presenti anche nei sistemi classici, nel contesto dei sistemi quantistici aperti la decoerenza ambientale gioca il ruolo più significativo. Questa è infatti responsabile della perdita della coerenza quantistica e quindi delle caratteristiche quantistiche della dinamica del sistema. Per ridurre l'azione ambientale sul sistema, è essenziale una derivazione e caratterizzazione accurata di equazioni del moto efficaci che incorporano tali effetti. Il gruppo lavora sulla modellizzazione e quantificazione di questi fenomeni e, in collegamento con i collaboratori sperimentali, mira a testarli. Un modello recentemente sviluppato riguarda la decoerenza gravitazionale, dove la gravità gioca il ruolo dell'ambiente causando la perdita di coerenza quantistica.
Interplay tra Meccanica Quantistica e Gravità
L'unificazione tra relatività e meccanica quantistica è sempre stata problematica. I motivi sono principalmente due: da un lato, la nonlocalità quantistica (esemplificata dalla violazione delle disuguaglianze di Bell) crea un conflitto diretto con i requisiti relativistici speciali; d’altro lato, l’unificazione dei fenomeni quantistici e gravitazionali non ha ancora raggiunto l’obiettivo desiderato. Oltre a ciò, non bisogna dimenticare che le teorie relativistiche dei campi quantistici esistenti sono afflitte da divergenze. Domande cruciali sono ancora aperte: come può il nostro mondo essere non locale ma allo stesso tempo relativistico? La gravità ha davvero bisogno di essere quantizzata? Come è modellato il campo gravitazionale generato da una sovrapposizione quantistica? Negli ultimi anni diversi scienziati hanno proposto idee che differiscono dalla visione dominante. Il gruppo è impegnato a comprendere la fonte dell'attrito tra la teoria quantistica e la relatività/gravità.
Staff strutturato:
- Angelo Bassi (responsabile) (U. Trieste)
Link al sito dell'esperimento BELL.
