Da Claes Johnson ( le altre parti qui )

Post recenti ricordano che il canone/standard accettato della Meccanica Quantistica QM come  equazione di Schrödinger  per un sistema atomico conNelettroni, è un'equazione differenziale parziale lineare  in termini di funzione d'onda multidimensionale a valori complessi Ψ ( x 1 ,x2,...,xN, t )a seconda diNLe variabili spaziali tridimensionali x 1 ,x2 ,..., x ne una variabile temporale t. L'equazione nasce come una generalizzazione matematica  ad hoc dell'equazione di Schrödinger per un atomo di idrogeno con un elettrone (N= 1), a cui può essere dato un significato fisico diretto con la funzione d'onda che rappresenta una densità elettronica. 

La domanda fondamentale QM riguarda il significato fisico della funzione d'onda per N>1. La risposta accettata coniata come Copenhagen Interpretation CI impressa nel canone da Born seguito da Bohr, è che| Ψ ( x1,....,xN,t )|2rappresenta una densità di probabilità  per una configurazione elettronica descritta dalle coordinate( x 1,...,xN,t ). Ma una densità di probabilità non descrive alcuno stato della fisica e la QM ancora dopo 100 anni rimane un mistero, come riconosciuto da tutti i fisici di spicco. 

Per una mente matematica la generalizzazione ad hoc è diretta, e così i fisici colpiti dalla matematica sono stati costretti ad accettarla come vera fisica, sebbene misteriosa. Quindi, invece di cercare una generalizzazione con un significato fisico (vedi Meccanica Quantistica Reale ), tutti gli sforzi sono stati dedicati al caricamento della funzione d'onda multidimensionaleΨ ( x1,x2,...,xN,t )con (qualche) significato fisico. 

A tal fine i fisici hanno avuto l'idea di distinguere tra funzioni d'onda che sono simmetriche  nelle variabili( x1,...,x N)(aumentato da una  variabile di spin a due valori ) dovrebbe rappresentare  bosone  (fotone) e antisimmetrico  dovrebbe rappresentare  fermione (come elettrone e protone), con qualsiasi particella che è un bosone o un fermione. L'antisimmetria è stata realizzata in modo da evitare che due elettroni con lo stesso spin si trovino nello stesso posto nello spazio-tempo, espresso come Principio di esclusione di Pauli .

In questa prospettiva un Dio che crea il mondo della fisica deve essere stato matematico e non fisico. Prima creò funzioni d'onda multidimensionali, che è un Universo molto ricco, e poi decise che solo le funzioni d'onda simmetriche o antisimmetriche avrebbero rappresentato la fisica reale, chiedendo ai sistemi di particelle di tenere traccia della simmetria o dell'antisimmetria. Ma un matematico non può creare fisica, solo nel migliore dei casi modellare la fisica in termini di matematica e calcolo. Dio deve essere stato anche un fisico con strumenti per la creazione più ricchi dei simboli matematici su un foglio. E poi non si sarebbe accontentato di un Universo puramente matematico disegnato da matematici come il CI di QM...

Per riassumere: il QM standard per un sistema a molti elettroni si basa su un'equazione d'onda lineare per una funzione d'onda multidimensionale a valori complessi derivante da una generalizzazione dell'equazione di Schrödinger per un atomo di idrogeno secondo principi puramente matematici. Le seguenti domande si presentano come gli enigmi fondamentali della fisica moderna: 

• Perché l'equazione d'onda per un sistema è a valori scalari e non a valori vettoriali?
• Perché l'equazione è lineare e quindi consente la sovrapposizione? La fisica è raramente lineare.
• Quale fisica è catturata dalla funzione d'onda multidimensionale? Gli elettroni giocano a dadi? 

Ascolta questa rivelazione di Roger Penrose.

come attivare i sottotitoli in italiano

Leggi cosa hanno da dire fisici famosi su Standard QM  ( da physicalquantummechanics ):

Dirac, Heisenberg e Schrödinger come premi Nobel a Stoccolma 1933, con le donne. Notare l'abito elegante di Schrödinger.

Ecco una raccolta di citazioni sulla meccanica quantistica standard stdQM di famosi fisici che esprimono tutti che non capiscono il proprio argomento centrale e che non sono affatto contenti di questo stato di cose. È importante capirlo per ottenere la motivazione per aprire gli occhi su un nuovo modello:

• Non sono così felice della meccanica quantistica come una volta, e non così sprezzante nei confronti dei suoi critici. È un brutto segno, in particolare, che quei fisici che sono contenti della meccanica quantistica, e non ci vedono niente di sbagliato, non siano d'accordo tra loro su cosa significhi. (Steven Weinberg 2016)

• La fisica è sbagliata, dalla teoria delle stringhe alla meccanica quantistica. (Sir Roger Penrose)

• Penso che si possa affermare con sicurezza che nessuno capisce la meccanica quantistica. Non continuare a dirti, se puoi evitarlo, 'Ma come può essere così?' perché andrai 'in fondo allo scarico' in un vicolo cieco da cui nessuno è ancora scappato. Nessuno sa come possa essere così. (Riccardo Feynman)

• Con 3, 4 o 5 elettroni è inutile cercare di ottenere soluzioni esatte (dell'equazione di Schrödinger), e si può dire che la meccanica quantistica ha fornito una comprensione precisa della tavola periodica.  È possibile, tuttavia, anche con un'approssimazione sciatta - e qualche correzione - comprendere, almeno qualitativamente, molte proprietà chimiche che compaiono nella tavola periodica. (Appunti delle lezioni di Feynman)

• Più vedi come si comporta in modo strano la Natura, più è difficile creare un modello che spieghi come funzionano effettivamente anche i fenomeni più semplici. Quindi la fisica teorica ha rinunciato a questo. (Riccardo Feynman)

• La meccanica quantistica descrive la natura come assurda dal punto di vista del buon senso. Eppure è pienamente d'accordo con l'esperimento. Quindi spero che tu possa accettare la natura così com'è - assurdo. (Feynman)

• Con pochissime eccezioni (come Einstein e Laue) tutto il resto dei fisici teorici erano asini genuini e io ero l'unica persona sana di mente rimasta... L'unico grande dilemma che ci affligge... giorno e notte è il dilemma onda-particella... Così incapace è il buon fisico medio a credere che qualsiasi persona sana potrebbe rifiutarsi di accettare l'oracolo di Copenaghen.  (Schrödinger in una lettera a Synge 1959)

• Niels Bohr ha fatto il lavaggio del cervello a un'intera generazione di teorici facendogli pensare che il lavoro (interpretare la teoria quantistica) fosse stato fatto 50 anni fa. (Murray Gell-Mann)

• La meccanica quantistica è quella disciplina misteriosa e confusa, che nessuno di noi capisce davvero ma che sappiamo usare. Funziona perfettamente, per quanto ne sappiamo, nel descrivere la realtà fisica, ma è una disciplina contro-intuitiva, come direbbero gli scienziati sociali. La meccanica quantistica non è una teoria, ma piuttosto un quadro all'interno del quale riteniamo debba adattarsi qualsiasi teoria corretta. (Murray Gell-Mann)

• A me sembra che la "teoria quantistica" sia in un certo senso una medicina erboristica tradizionale usata dagli "stregoni". Non capiamo VERAMENTE cosa sta succedendo, quale sia veramente la verità ultima, ma abbiamo un “libro di cucina” di procedure e rituali che possono essere usati per ottenere calcoli utili e pratici (indipendenti dalla verità fondamentale). (Giovanni Nash)

• Niels Bohr ha fatto il lavaggio del cervello a un'intera generazione di teorici facendogli pensare che il compito di interpretare la teoria quantistica fosse stato fatto 50 anni fa. (Premio Nobel 1969 Murray Gell-Mann)

• In generale, la funzione d'onda a molti elettroni per un sistema di elettroni non è un concetto scientifico legittimo quando  è maggiore di 10 (o 100).. (Walter Kohn Nobel Lecture 1998)

• Non sperimentiamo mai con singoli elettroni, atomi o piccole molecole... Negli esperimenti mentali presumiamo di sì. Ha sempre conseguenze ridicole.. (Schrödinger)

• Nel mondo del piccolissimo, dove gli aspetti particellari e ondulatori della realtà sono ugualmente significativi, le cose non si comportano in alcun modo che possiamo capire dalla nostra esperienza del mondo quotidiano...tutte le immagini sono false e non c'è alcuna analogia fisica noi può far capire cosa succede all'interno degli atomi. Gli atomi si comportano come atomi, nient'altro. (John Gribbin, Alla ricerca del gatto di Schrödinger: fisica quantistica e realtà)

• La dottrina regnante salva se stessa o noi ricorrendo all'epistemologia. Ci viene detto che non si deve fare distinzione tra lo stato di un oggetto naturale e ciò che ne so io, o forse meglio, ciò che posso sapere di esso se mi metto nei guai. In realtà – così si dice – c'è intrinsecamente solo consapevolezza, osservazione, misurazione… Maxel (Born), sai che ti amo e niente può cambiarlo. Ma ho bisogno di darti un lavaggio accurato della testa una volta. Quindi stai fermo. L'impudenza con cui affermi più e più volte che l'interpretazione di Copenaghen è praticamente universalmente accettata, lo affermi senza riserve,anche davanti a un'udienza di laici – che sono completamente alla tua mercé – è al limite dell'estimabile… Non hai ansia per il verdetto della storia? Sei così convinto che la razza umana soccomberà presto alla tua follia ? (Schrödinger)

• Sono del tutto convinto che non bisogna mai accontentarsi del fatto che nei processi elementari accadano le “probabilità”, quindi si rinuncia alla causalità.  È un errore in cui cade facilmente la generazione più giovane, che dovrebbe accontentarsi di trovare la pietra filosofale. Ci sarà abbastanza da fare per le nuove generazioni.  (Vienna)

• Quindi, sebbene la meccanica quantistica sia spesso elogiata perché tutte le sue predizioni sono state confermate, per quanto posso determinare da una rassegna di libri e articoli, la conferma delle sue nuove predizioni non ha giocato essenzialmente alcun ruolo nella rapida accettazione della meccanica quantistica da ricercatori di fisica atomica prima del 1929, e solo un ruolo secondario nella sua ricezione da parte del resto della comunità dei fisici dal 1929 al 1935. (Stephen Brush in Making 20th Century Science, How Theories Became Knowledge)

• Sei l'unica persona con cui sono davvero disposta a venire a patti. Quasi tutti gli altri compagni non guardano dai fatti alla teoria ma dalla teoria ai fatti: non possono districarsi da una rete concettuale un tempo accettata, ma solo svolazzare in essa in modo grottesco. (Einstein a Schrödinger sull'interpretazione di Copenaghen 1935)