OLTRE LA FRONTIERA QUANTISTICA: UNA STORIA APPASSIONANTE
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6. – Il principio di indeterminazione
Nel frattempo la collaborazione scientifica con Dematteis dava i primi frutti.
Fenomeni inattesi ci permisero di aprire nuovi filoni di indagine ma soprattutto, ci permisero di comprendere come la congettura quanto – elettromagnetica si inseriva tra fisica classica e fisica quantistica, facendoci intravedere la possibilità di dare una spiegazione su base elettromagnetica, non solo alle fenomenologie puramente quantistiche come il principio di indeterminazione e lo spin, ma anche a fenomenologie quanto-relativistiche come il dualismo onda-materia che messe insieme, avrebbero dovuto fare a pugni.
Dopo la pubblicazione nel 1990 dei successivi due articoli della trilogia, forte della dimostrazione della congettura e di risultati eccezionali sulla natura fisica della quantizzazione e sulle costanti di struttura fine e di Planck, tentai inutilmente, a meno di qualche eccezione, di interessare al mio lavoro colleghi della mia e di altre università. Pur rimanendo l’interesse sul tema immutato a livello internazionale, in Italia questi risultati sembravano non destare interesse.
Noi eravamo perfettamente consapevoli che la fisica che stavamo scrivendo poteva essere solo una lettura della realtà, un semplice punto di vista, ben distante dalla realtà fisica del mondo vero, ma i fenomeni che si potevano spiegare a partire dal modello iniziale di sorgente dipolare cominciavano ad essere tanti.
Oltre a risultati quantitativi incontrovertibili, perché in accordo con la realtà fisica sperimentale, uno dei maggiori successi ottenuti verso la fine dell’1989, fu la giustificazione elettromagnetica del principio di indeterminazione di Heisenberg.
Il principio di indeterminazione è uno tra i fenomeni più “quantistici” della Meccanica Quantistica. Secondo la storica interpretazione di Copenhagen, dovuta fondamentalmente ai lavori di Niels Bhor e Werner Karl Heisenberg, la Meccanica Quantistica è una teoria irriducibile, ovvero il suo modo non deterministico ma probabilistico di descrivere la natura duale della materia, non nasconde la nostra “non esatta conoscenza” delle leggi fisiche del mondo, perché la natura è proprio così.
In perfetta armonia con tale affermazione si colloca il principio di indeterminazione di Heisenberg. Tale principio in sostanza afferma che non è possibile 
effettuare con precisione arbitraria la misurazione contemporanea di variabili fisicamente coniugate come: quantità di moto e posizione di una particella o energia e tempo.
Se applicato alla sorgente, il principio d’indeterminazione afferma che la misurazione di ciascuna delle variabili altera lo stato dinamico-energetico delle particelle che la formano, implicando la perdita di informazione sulla variabile coniugata secondo un preciso schema: il prodotto delle misure delle variabili coniugate è sempre maggiore uguale al valore della costante di Planck.
La nostra spiegazione, pur accordandosi formalmente con il principio di Heisenberg, era più semplice e sicuramente meno dogmatica. Una particella può essere osservata solo attraverso l’interazione con altra materia e l’interazione elettromagnetica produce sorgenti. Il fatto che le sorgenti di dipolo possano essere prodotte senza limiti di lunghezza d’onda, implica che un osservatore macroscopico possa essere incluso nel volume del primo fronte d’onda di una sorgente.
Per esempio prendiamo in considerazione una sorgente con lunghezza d’onda nell’intervallo delle onde radio. Un osservatore interno al fronte d’onda, essendo più vicino al centro della sorgente, può misurare un’energia e una quantità di moto elettromagnetiche minori uguali a quelle localizzate in tutto il volume della sorgente delimitato dal primo fronte d’onda sferico.
Dato che l'energia e la quantità di moto localizzate in tutta la sorgente sono quelle di un fotone, per questo osservatore il prodotto tra le misure della quantità di moto e della distanza della sorgente, definisce un principio d’indeterminazione per osservatori interni al fronte d'onda: il prodotto delle variabili coniugate e minore uguale alla costante di Planck.
Viceversa, se l’osservatore non può essere contenuto nella sorgente perché la lunghezza d’onda è troppo piccola, e questo accade per ogni osservazione microscopica dove la lunghezza d’onda è minore uguale a quella dei fotoni della regione dello spettro elettromagnetico sub-radio, l’osservatore percepisce la sorgente come un quanto elementare di energia all’interno del quale non è possibile in alcun modo entrare.
Per un osservatore posto all’esterno della sorgente microscopica vale perciò un principio d’indeterminazione identico a quello di Heisenberg, dimostrando così come anche questo fenomeno dipenda dal differente ordine di grandezza del sistema osservato (microscopico) rispetto a quello del sistema di osservazione (macroscopico) e non da un principio assoluto come l’interpretazione di Copenhagen vorrebbe. (continua mercoledì prossimo)
(1) M. Auci. “A Conjecture on the physical meaning of the transversal component of the Poynting vector”. Phys. Lett. A 135 (1989) 86.
(2) M. Auci. “A Conjecture on the physical meaning of the transversal component of the Poynting vector. II. Bounds of a source zone and formal equivalence between the local energy and photon”. Phys. Lett. A 148 (1990) 399.
(3) M. Auci. “A Conjecture on the Physical meaning of the transversal component of the Poynting vector. III. Conjecture proof and physical nature of fine structure constant”. Phys. Lett. A 150 (1990) 143.
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