Proviamo ad immaginare un viaggio virtuale nel mondo dell’infinitamente piccolo ed in particolare dentro l’atomo, la particella che gli antichi credevano fosse indivisibile (questo è il suo significato in greco). Quindi chiudiamo gli occhi e tentiamo di immaginarci piccoli, piccolissimi, ultra microscopici.
In questa nuova incredibile dimensione probabilmente il primo atomo che incontreremo sarà quello di idrogeno che costituisce circa il 74% della materia nota dell’universo. L’atomo di idrogeno è il combustibile delle stelle ed attraverso la nucleosintesi stellare produce gli elementi più complessi ad iniziare dall’elio.
La prima cosa che vediamo o forse percepiamo è una strana sfera cava o meglio un lobo cavo con increspature che si muovono ad una velocità prossima a quella della luce. Questa forma strana trasporta una carica elettrica. Aguzzando la nostra mini vista intravediamo qualcosa di molto piccolo rispetto a questa sorta di onda mobile vagamente sferica. Qualcosa di piccolissimo ma allo stesso tempo di molto potente, in grado di tenere al guinzaglio questa carica in movimento.
E’ il nucleo atomico mentre l’onda mobile increspata è l’elettrone. Elettroni identici ma in numero diverso sono presenti in tutti gli atomi della natura, essi sono alla base di tutti i nostri dispositivi elettrici e magnetici (computer, telefonini, lampadine etc.).
Se cerchiamo di afferrare con le nostre micro-mani l’elettrone ci accorgiamo che è molto difficile, sembra zig zagare, avere comportamenti erratici completamente privi di senso, come se fosse un modo per sfuggire al nostro tentativo di localizzarlo.
Tutti gli elettroni sono in grado di effettuare quello che definiamo salto quantico o tunnel quantico, ma non facciamoci ingannare dalle parole, gli elettroni si muovono davvero facendo tunnel attraverso gli oggetti…soltanto che non esiste alcun tunnel.
Questa inquietante proprietà che sa un po’ di magia non avviene su scala macroscopica. Nel regno dell’infinitamente piccolo invece quasi tutte le cose possono attraversare qualsiasi barriera. Si ritiene che questo fenomeno possa avvenire perché, ad esempio, l’elettrone può prendere in prestito l’energia che gli serve dal campo quantico a cui appartiene. Un campo presente in tutto lo spaziotempo.
Descrivere compiutamente un elettrone è un’impresa impossibile. Il campo elettromagnetico è dappertutto ed ogni singolo elettrone esistente nel cosmo vi appartiene ed è uguale a qualsiasi altro elettrone. Appartengono al campo quantico, sono una parte di esso, indistinguibili come una goccia d’acqua è indistinguibile nel profondo del mare.
Nel mondo quantistico appena li osserviamo gli elettroni diventano particelle con specifiche proprietà. Se sappiamo dove si trova un elettrone non siamo in grado di stabilire a che velocità si muove e viceversa. Posizione e velocità non si possono conoscere simultaneamente.
Tutto ciò può sembrare bizzarro, certamente contro intuitivo, persino astruso, ma non scoraggiamoci, si racconta che durante un corso di fisica quantistica, il grande Albert Einstein abbia detto ai suoi studenti: “Se mi avete capito, allora non sono stato chiaro.”.
