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Scienze e tecnologie

MECCANICA QUANTISTICA, LA SCIENZA LIBERATA

A cura di Paola Verrucchi
03 Nov 2023

Mi sono innamorata della Fisica 40 anni fa, mentre preparavo l’esame di maturità e provai per la prima volta l’emozione di capire una formula che descrive un fenomeno naturale. Non ricordo la formula, ma sono sicura che contenesse la funzione tangente e la lettera greca φ, combinate con altri simboli in una forma che la mia comprensione riempì di significati. Studiando la fisica classica nei primi anni dell’università non ho mai ritrovato quell’emozione, tanto da dubitare della sua consistenza e pensare di cambiare corso di laurea. Me l’ha impedito l’incontro con la Meccanica Quantistica, le cui formule mi hanno finalmente regalato l’esperienza che stavo cercando.

Negli anni ho continuato a ragionare sul conflitto fra fisica classica e meccanica quantistica, che non è solo concettuale ma anche, per l’appunto, esperienziale. La prima descrive fenomeni che sono alla portata della nostra percezione, motivo per cui la ricerca delle formule giuste è spesso guidata da informazioni già acquisite. Risolvere problemi di fisica classica richiede l’intuito del meccanico, che di fronte ad un complesso sistema di carrucole indovina come si muoverà il peso. Ma siccome non ho mai avuto l’intuito del meccanico, né l’intelligenza degli elettricisti cantata da Paolo Conte, lo studio della fisica classica è stato per me assai frustrante.

La meccanica quantistica è diversa, descrive fenomeni che non solo non fanno parte dell’esperienza quotidiana, ma sono spesso in conflitto con essa; è una teoria che ha rivoluzionato il nostro rapporto con la realtà, regalandoci una natura fantasiosa e piena di sorprese, di oggetti che possono essere contemporaneamente qui e là e coppie che, seppur apparentemente disaccoppiate, restano per sempre una cosa sola.

La mia predilezione per la meccanica quantistica rispetto alla fisica classica è evidente: so che la scienza non ammette partigianeria ma penso che la distanza concettuale fra le due teorie giustifichi una presa di posizione. Non a caso la discussione “meccanica quantistica versus fisica classica” è stata ampia, a tratti feroce, e continua ancora oggi per coloro che cercano una versione quantistica della teoria classica per eccellenza: la gravità.

Il premio Nobel per la fisica del 2022 ha riconosciuto l’importanza di questa discussione collocandola giustamente nei laboratori, e non solo davanti alle lavagne dei fisici teorici o negli uffici pieni di libri di filosofia della scienza. È dal ragionamento sulle differenze fra le due teorie, e la validazione sperimentale delle sue conseguenze, che sono nate le “tecnologie quantistiche”, uno degli ambiti più promettenti della fisica contemporanea. Oggi studiamo, costruiamo ed usiamo dispositivi quantistici che fanno cose totalmente illogiche rispetto alla nostra esperienza, ma le fanno bene e le fanno davvero.

Quando allargo lo sguardo ed osservo la struttura della mia comunità scientifica, quella di riferimento per le tecnologie quantistiche, noto che la presenza femminile è rilevante. Le scienziate sono molte ed autorevoli, sia in ambito teorico che sperimentale; questo accade anche in astrofisica, ma il ruolo delle donne nella ricerca “quantum” è peculiare: sono madri, capostipiti, fondatrici, di filoni e gruppi di ricerca, di attività divulgative e spin-off industriali, di serie di conferenze e scuole di dottorato. La ricerca sui fondamenti e le applicazioni della meccanica quantistica, lasciata incustodita dall’aggressiva componente maschile che la percepiva sfarfallante e poco seria, è divenuta un habitat accogliente per le scienziate, che hanno potuto esercitare la loro creatività in piena autonomia, lasciando ampio spazio alla fantasia e proponendo dinamiche di lavoro meno gerarchiche e più collaborative. I risultati si vedono e la scienza ringrazia.

Mi piace pensare che tutto questo segni il superamento dello squilibrio dovuto ad un’educazione a base di meccano e piccolo chimico contrapposta a quella fatta di bambole e fiorellini. La capacità di indovinare il destino di un oggetto appeso ad un sistema di carrucole e paranchi è inutile, quando la teoria di riferimento è la meccanica quantistica. Servono rigore formale e fantasia, competenza tecnica e creatività, controllo e passione. Mi piace pensare che queste esigenze stiano configurando un nuovo ambiente per la scienza, con meno maschi alfa e tante leonesse, meno aggressivo e più divertente, meno conformista e più trasgressivo… e soprattutto accogliente e piacevole per tutt*.

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