Nella tesi si analizza lo schema concettuale dell’approccio ETH (Event Tree History, ma anche Eidgenossische Technische Hochschule di Zurigo ove e stato concepito) ai fondamenti della meccanica quantistica. L’idea chiave innovativa e la seguente: la perdita di informazione dovuta a fotoni non piu osservabili con misure accessibili all’osservatore fa si che anche uno stato puro in seguito a una misura sia visto dall’osservatore come misto, fornendo cosi una soluzione al ”paradosso” della misura. In questa trattazione e cruciale la presenza di infiniti gradi di liberta quantistici a massa nulla, in contrasto con molte altre interpretazioni della meccanica quantistica.
Nella tesi si analizza lo schema concettuale dell’approccio ETH (Event Tree History, ma anche Eidgenossische Technische Hochschule di Zurigo ove e stato concepito) ai fondamenti della meccanica quantistica. L’idea chiave innovativa e la seguente: la perdita di informazione dovuta a fotoni non piu osservabili con misure accessibili all’osservatore fa si che anche uno stato puro in seguito a una misura sia visto dall’osservatore come misto, fornendo cosi una soluzione al ”paradosso” della misura. In questa trattazione e cruciale la presenza di infiniti gradi di liberta quantistici a massa nulla, in contrasto con molte altre interpretazioni della meccanica quantistica.
Nella tesi si confrontano l'approccio Event-Tree-History (ETH) alla meccanica quantistica, recentemente proposto, e il formalismo standard della decoerenza. In particolare si analizzano nei due approcci la descrizione della perdita di informazione nel processo di misura e la caratterizzazione degli eventi.
In the thesis Event-Tree-History (ETH) approach to Quantum Mechanics, recently proposed, and the standard formalism of Decoherence are compared. In particular the description of loss of information in the measurement process and the events characterization are analysed within the two approaches.
Il dibattito sui fondamenti e sulla filosofia della meccanica quantistica si è arricchito negli ultimi decenni di nuove riflessioni e nuove idee, che difficilmente trovano posto però nei testi divulgativi e nei manuali. Questo volume si propone di colmare tale lacuna, accompagnando il lettore lungo un percorso che parte dai concetti di base della teoria (vettore di stato, funzione d’onda, dinamica e proprietà dei sistemi) e arriva alla spiegazione dei fenomeni quantistici più importanti (dualismo onda-corpuscolo, principio di sovrapposizione, entanglement), per approdare infine all’analisi delle sfide interpretative più complesse, come il problema della misura, il carattere statistico e il rapporto tra formalismo e ontologia. Ampio spazio è dedicato al significato del principio di indeterminazione, alla descrizione di alcuni apparenti paradossi (gatto di Schrödinger, scatola di Einstein) e alla teoria della decoerenza, che descrive il passaggio dalla meccanica quantistica alla meccanica classica. Il testo è corredato di riquadri di approfondimento in cui vengono esaminati temi più avanzati e tracciati collegamenti fra i diversi argomenti. Il volume si inserisce, dunque, nella discussione attuale sui fondamenti, offrendo al lettore una chiave di lettura chiara e rigorosa dell’interpretazione standard della meccanica quantistica.
La meccanica quantistica relazionale di Carlo Rovelli sostiene che il collasso di uno stato quantistico è un aggiornamento dell'informazione su un sistema relativamente ad un osservatore. A differenza della teoria della funzione d'onda universale di Hugh Everett, adotta un'ontologia alla Heisenberg sui risultati delle misure, e gli stati semplicemente codificano informazioni su di essi. Questo punto di vista viene analizzato in particolare per quanto riguarda le sue implicazioni sugli aspetti informazionali che definiscono il passato di un osservatore, valutando anche le affermazioni sulla località nel dibattito EPR: la meccanica quantistica relazionale è effettivamente locale, e il difetto dell'argomentazione EPR risiede nel non riconoscere il carattere di dipendenza dall'osservatore dello stato quantistico. La non-località EPR si riduce ad una scelta arbitraria di mappare le informazioni presenti sui risultati delle misure in eventi causalmente disconnessi, mentre non esiste alcuna nozione di evoluzione assoluta verso lo stato presente. Viene quindi introdotto l'antistrutturalismo, come paradigma che considera le strutture come diverse rappresentazioni arbitrarie in cui organizzare la stessa informazione. Viene analizzata la struttura dello spaziotempo di Minkowski, dove i coni di luce del passato possono ridursi a osservatori arbitrari, rendendo ogni risultato causalmente connesso, rappresentando l'evoluzione dei risultati di misura rispetto ad un particolare osservatore. La tesi si conclude con alcune considerazioni filosofiche per difendere la coerenza del paradigma anche da una prospettiva ontica che sostiene l'assenza di struttura nella realtà.
La meccanica quantistica ha radicalmente modificato la nostra rappresentazione del mondo introducendo due elementi di rottura rispetto alla meccanica classica; da una parte ha accolto l'idea che i fenomeni fisici siano intrinsecamente non deterministici, dall'altra ne ha dato una descrizione mediante un formalismo che non ha le proprietà usuali della teoria della probabilità. Negli ultimi anni, tuttavia, è stato proposto un approccio matematico alternativo che interpreta e descrive il comportamento casuale dei sistemi quantistici non relativistici con un linguaggio probabilistico classico. Lo scopo di questo resoconto è di illustrare brevemente questo approccio e di mostrare come è possibile ottenerne un'estensione al dominio relativistico.
Il processo di decoerenza, introdotto negli anni ‘50 durante le prime trattazioni del Problema della Misura, consiste nella soppressione spontanea, ossia non dovuta ad un processo di misura, dei termini di interferenza presenti nella funzione d’onda quantistica, principalmente a causa dell’interazione del sistema con l’ambiente. Questo fenomeno ha portato negli anni ad importanti sviluppi nelle teorie interpretative della Meccanica Quantistica.
In questa tesi si analizzeranno l’introduzione del concetto di decoerenza, del formalismo delle storie consistenti e la sua modellizzazione principale. Si vedranno le sue implicazioni in alcune delle principali interpretazioni della Meccanica Quantistica: l’interpretazione di Copenaghen, l’interpretazione di Von Neumann e quella di Everett. Si parlera inoltre del suo ruolo nella spiegazione dell’emersione della classicita dal “mondo quantistico.
L’opera esplora il legame profondo tra matematica, fisica e cosmologiacome linguaggi fondamentali per la comprensione dell’universo. Attraversoun percorso che unisce la meccanica quantistica, la relatività generalee le più recenti scoperte sulla materia e sull’energia oscura, il testo illustracome la matematica sia uno strumento capace di descrivere la strutturainvisibile della realtà. Dalle reti di spin alla teoria dell’entanglement, finoalle simulazioni quantistiche e ai modelli cosmologici contemporanei,emerge un quadro unificato in cui le equazioni diventano chiavi interpretativedei fenomeni naturali e delle connessioni profonde tra microcosmoe macrocosmo. La riflessione si estende anche all’aspetto umano e conoscitivodella ricerca scientifica, mostrando come il linguaggio matematicopossa aprire “porte teoriche” verso nuove dimensioni del reale.