This thought experiment will help you understand quantum mechanics - Matteo Fadel

Traduttore: Revisore: Samridh Aggarwal

After a long day working on the local particle accelerator,

Dopo un’intensa giornata di lavoro all’acceleratore di particelle,

you and your friends head to the arcade to unwind.

tu e i colleghi vi dirigete in sala giochi per svagarvi.

The lights go out for a second, and when they come back,

La luce salta per un attimo e quando ritorna,

there before you gleams a foosball table nobody remembers seeing before.

notate un biliardino fiammante che nessuno ricorda di avere visto.

Always game, you insert your coins.

Una sfida non si rifiuta mai, così inserisci il gettone.

And with a fanfare, Quantum Foosball begins.

Parte una musichetta e Il Biliardino Quantistico si avvia.

Here are the rules: as with normal foosball,

Ecco le regole: come nel biliardino tradizionale,

the object is to score points

lo scopo è sommare punti

by spinning levers with tiny players to sink the ball in your opponent’s goal.

frullando i mini-giocatori, per segnare gol nella porta contraria.

Only instead of a standard ball, you’ll be playing with a giant electron.

Solo che al posto della pallina, giocherete con un elettrone gigante.

It behaves like a normal electron in all respects, it’s just much larger.

Si comporta come un elettrone comune, solo molto più grande.

Though the rules are simple, gameplay is anything but.

Le regole sono semplici, ma il gioco non lo è affatto.

Al posto delle leggi della classica fisica Newtoniana,

Instead of the familiar laws of Newtonian physics,

the movement of the ball is governed by quantum mechanics.

il moto della pallina risponde a quelle della meccanica quantistica.

To minimize the influence from photons and air molecules,

Per minimizzare l’interferenza di fotoni e molecole d’aria,

you’ll be playing in a vacuum. In the dark.

giocherete nel vuoto. Al buio.

But that’s ok, because you can watch for the flashes of light

Ma nessuna paura, vi orienterete con i lampi di luce

given off by collisions between figures and the ball.

dovuti alle collisioni tra la pallina e gli omini.

The goals themselves will flash when the electron

Le porte brilleranno se l’elettrone

hits their particle detectors.

colpirà i rilevatori di particelle.

Now you just have to figure out how to get the electron to go where you want.

Ora manca solo capire come spedire l'elettrone dove volete.

As soon as it enters play, the electron will never rest.

Da quando tocca il campo, l'elettrone non si arresta mai.

This is a direct consequence of the Heisenberg Uncertainty Principle,

È una diretta conseguenza del principio di indeterminazione di Heisenberg,

which says that the better you know where a quantum particle is,

il quale afferma che più è nota la posizione di una particella

the less you know about its velocity, and vice versa.

più si ignora la sua velocità, e viceversa.

Since you know it’s on the field, its velocity is largely uncertain.

Poiché sapete che si trova in campo, la sua velocità è estremamente incerta.

The electron will behave more like a wave than a particle,

L’elettrone si sposta più come un’onda che come una particella,

with its position described by probability distributions that you’ll have to imagine.

e la sua posizione è descritta da variabili che dovrete immaginare.

These distributions are spread throughout the entire field,

Queste distribuzioni di probabilità sono estese a tutto il rettangolo,

making it possible to observe a goal at any time and in either side.

consentendo di vedere un gol in ogni istante e in entrambi i lati.

The way to win is to control and concentrate the distribution

Il trucco per vincere è controllare e concentrare la distribuzione

over the opposite goal,

attorno alla porta avversaria,

giving yourself the highest likelihood of scoring points.

incrementando così le probabilità di segnare.

Your skill as a player will be determined by your ability to predict

La vostra abilità nel gioco è legata a quella di predire

where the electron is most likely to be,

l'ubicazione più probabile dell'elettrone,

then manipulate the probability distribution by spinning the rods

e alterare la distribuzione di probabilità frullando le barre

with just the right amount of strength.

alla giusta intensità.

Quantum particles only receive energy in precise amounts, called quanta.

Le particelle elementari assorbono energia solo in quantità esatte, chiamate quanti.

So spin too hard or too soft,

Perciò frullando troppo forte o troppo piano,

and the electron will stay on its previous course.

l'elettrone non devierà dalla sua traiettoria.

The game board has been carefully constructed to contain the electron,

Il piano di gioco è progettato per contenere l'elettrone,

but even so, sometimes it’ll quantum tunnel through the walls

ma anche così, capita che superi i bordi per l'effetto tunnel

without any apparent reason.

senza motivo apparente.

At that point it could be anywhere in the universe,

In quel caso potrebbe finire dovunque nell’universo,

so to save you the trouble of tracking it down,

perciò per risparmiarvi il disturbo di recuperarlo,

the game will spit out a new ball.

il gioco emetterà una nuova pallina.

The fact that quantum particles behave like waves

Il fatto che le particelle quantistiche si comportano come onde

becomes particularly evident in the presence of obstacles.

è assai evidente in presenza di ostacoli.

As the particle travels through the rows of miniature figures,

Man mano che esse rimbalzano tra le file di omini,

complicated interference patterns will develop in the probability distribution,

creano intricati schemi d'interferenza nella distribuzione della probabilità,

making it even more difficult to accurately predict its position.

complicando ulteriormente localizzarne la posizione.

And here’s where your advanced physics degree can finally come in handy:

Qui è dove la laurea in fisica avanzata vi torna utile:

you can use the laws of quantum mechanics to your advantage.

potete volgere le leggi della meccanica quantistica a vostro favore.

The only moments when the electron will behave as a particle,

L'unico momento in cui l'elettrone si comporta come una particella,

rather than a wave, are when it hits something.

anziché come un'onda, è quando urta qualcosa.

With frequent enough kicks,

Con un volume di calci sufficiente

the particle would have no time to evolve like a wave and, therefore,

la particella non avrà tempo di trasformarsi in onda,

e quindi, non si disperderà nello spazio.

not spread out in space.

So if you can pass it very quickly between two of your miniatures,

Se riuscirete a passarla molto rapidamente tra due omini,

you can keep it localized.

potrete tenerla sotto controllo.

Masters of the game call this the Quantum Zeno Maneuver.

I fuoriclasse lo chiamano Effetto di Zenone Quantistico.

Now, if you really want to dominate your opponents,

Se davvero volete schiacciare i vostri avversari,

there’s one more thing you can try, but it’s pretty tricky.

potreste usare un altro trucco, ma è piuttosto difficile.

One of the distinctive features of the quantum world

Un tratto caratteristico dell'universo quantistico

is the possibility of state superpositions,

è l'evenienza della sovrapposizione di stato,

where particles’ positions or velocities

in cui la posizione o la velocità delle particelle

can be simultaneously in two or more different states.

può trovarsi contemporaneamente in due o più stati.

If you can put the electron into a superposition

Se riuscirete a disporre un elettrone nella sovrapposizione

of being simultaneously kicked and not kicked,

di essere simultaneamente calciato e non calciato,

it’ll be almost impossible for your opponents to figure out

per i vostri avversari sarà quasi impossibile capire

where and how to strike.

dove e come colpirlo.

It’s said that Erwin Schrödinger,

Si dice che Erwin Schrodinger,

il migliore giocatore di biliardino quantistico della storia,

the greatest Quantum Foosball champion of all time,

is the only player to have mastered this technique.

fu l'unico in grado di padroneggiare la tecnica.

But maybe you can be the second:

Ma forse, potreste essere i secondi.

Just figure out a way to simultaneously turn and not turn your rods.

Basta solo trovare il sistema

di frullare e non frullare simultaneamente le barre.