Nel 1961, il fisico teorico vincitore del premio Nobel Eugene Wigner propose quello che oggi è noto come esperimento mentale dell’amico di Wigner come estensione del famigerato esperimento del gatto di Schröedinger. In quest’ultimo, un gatto è intrappolato in una scatola con del veleno che verrà rilasciato se un atomo radioattivo decade. Governato dalle leggi della meccanica quantistica, l’atomo radioattivo è in una sovrapposizione tra il decadimento e il non decadimento, il che significa anche che il gatto è in una sovrapposizione tra la vita e la morte. Cosa prova il gatto quando è in sovrapposizione? Wigner ha acuito la questione spingendo la teoria quantistica ai suoi limiti concettuali. Ha studiato cosa succede quando un osservatore ha anche proprietà quantistiche.
Nell’esperimento mentale un osservatore, solitamente chiamato amico di Wigner, esegue una misurazione quantistica e percepisce un risultato. Dal punto di vista di un altro osservatore, chiamato Wigner, il processo di misurazione dell’amico può essere descritto come una sovrapposizione quantistica. Il fatto che la teoria quantistica non ponga limiti di validità alla sua applicazione porta ad una netta tensione tra la percezione dell’amico, che vede un singolo risultato specifico, e la descrizione di Wigner, che osserva l’amico in una sovrapposizione di percezioni diverse. Questo esperimento mentale solleva quindi la domanda: cosa significa per un osservatore in una sovrapposizione quantistica osservare il risultato di una misurazione? Può un osservatore fidarsi sempre di ciò che vede e utilizzare questi dati per fare previsioni sulle misurazioni future?
Nel loro recente articolo pubblicato su Communications Physics, un team di ricercatori, guidato da Caslav Brukner, dell’Università di Vienna, dell’Istituto di ottica quantistica e informazione quantistica (IQOQI-Vienna) dell’Accademia austriaca delle scienze e del Perimeter Institute for Theoretical La fisica indaga sui limiti che l’esperimento mentale dell’amico di Wigner impone alla capacità di un osservatore di prevedere le proprie osservazioni future. A tal fine, gli autori individuano una serie di presupposti, tutti tradizionalmente considerati alla base del formalismo quantistico. Questi consentono a un osservatore in situazioni sperimentali standard di prevedere le probabilità di risultati futuri, sulla base delle loro esperienze passate. Le ipotesi vincolano le probabilità di obbedire alle leggi della meccanica quantistica. Tuttavia, i ricercatori dimostrano che questi presupposti per l’amico di Wigner non possono essere tutti soddisfatti nell’esperimento mentale.
Questo lavoro solleva questioni importanti sulla “realtà persistente” delle percezioni dell’amico. In effetti, gli autori mostrano che nello scenario dell’amico di Wigner, è impossibile considerare le percezioni dell’amico come coesistenti in momenti diversi nel tempo. Ciò rende discutibile se un osservatore quantistico in generale possa considerare le proprie esperienze passate o future reali quanto quelle presenti. Philippe Allard Guérin, l’autore principale dello studio, afferma: “Il nostro lavoro mostra che almeno uno dei tre presupposti chiave della meccanica quantistica deve essere violato; quale, dipende dalla tua interpretazione preferita della meccanica quantistica”.
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Fonte: Publication Communications Physics: Philippe Allard Guérin, Veronika Baumann, Flavio Del Santo & Časlav Brukner: A no-go theorem for the persistent reality of Wigner’s friend’s perception. Communications Physics, 2021.
DOI: 10.1038/s42005-021-00589-1
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