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Ogni volta che si vuole osservare un oggetto, questo deve emettere della luce diretta (es. il sole,
una lampadina, una lucciola) o indiretta con i riflessi che i suoi fotoni possono avere per arrivare
ai nostri occhi.
Ma come possiamo osservare la luce stessa? E' impossibile (proprio come
far rimbalzare le onde dello slinky o le increspatura dell'acqua le une contro le altre - semplicemente si compenetrano!),
inoltre, se provi a "guardare" un fotone di luce nel senso più comune del termine, il tuo occhio,
obbiettivo o fotorilevatore assorbiranno quel fotone - perdendolo. Come se fosse distrutto! Annientato!
E' un po' come cercar di capire quanto peso può supportare un ponte prima che possa crollare…
una volta che si ha la misura del peso, si ha l'informazione voluta ma non si ha più
il ponte.
E dunque per "osservare" la luce, c'e' bisogno di metodi non distruttivi.
Per far ciò ci si avvale di una camera oscura, ovvero di una cavità molto fredda con le pareti interne
ricoperte di uno specchio super riflettente - così riflettente che i fotoni rimbalzano avanti
e indietro più di un miliardo di volte prima di essere assorbiti. In questo intervallo, la lunghezza dei rimbalzi
equivale alla distanza di un viaggio attorno alla Terra.
Queste cavità sono inoltre così fredde e buie che solitamente un solo fotone vi è
al loro interno. E in questo caso, come lo osserviamo senza distruggerlo?
Si lancia dunque un atomo particolare contro la cavità, questo atomo infatti è caratterizzato da due differenti stati
atomici, proprio come il famoso gatto di Schrödinger! Se non ci sono fotoni all'interno della cavità, una volta che
l'atomo esce dall'altra parte della cavità, potremmo osservarlo esattamente in uno dei suoi
stati - ad es. lo stato "morto". Ma nel caso ci sia un fotone nella cavità, e ci si é assicurati
di lanciare l'atomo esattamente contro la cavità, il fotone non viene distrutto, poichè le interazioni atomo-fotone
cambiano le carte in tavola - favorendo di gran lunga la possibilità di osservare l'atomo in stato "vivo." Successivamente
lanciando alcuni atomi, se la maggior parte fuoriescono in stato "vivo", possiamo dedurre l'esistenza
di un fotone nella cavità! Mentre se risultano "morti": non ci sono fotoni.
Un po' come lanciare una girandola contro un qualcosa di opaco, se ne esce
ruotando, possiamo dedurre ci sia del vento che soffi. In caso contrario niente vento.
Difatti, non appena deduciamo la presenza del fotone all'interno, possiamo usare questo metodo di misurazione "del gatto"
per misurare e manipolare altre caratteristiche del fotone: quanto ha rimbalzato
avanti e indietro prima di essere assorbito, verificare se è in una superposizione "vivo/morto" e addirittura forzarlo
in una superposizione allo stesso modo del gatto di Schrödinger - e dunque, dando un valore aggiunto alla nostra misura,
possiamo quindi usare il gatto di Schrödinger per misurare il gatto di Schrödinger: Gattomisurazione Quantistica dunque!