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Tullio.....se mi fai questo tipo di domande poi non posso non provare a risponderti anche se è il primo maggio e splende il sole
Il problema che tu sottilmente poni è molto profondo per cui cercando di risponderti magari dirò delle cose non proprio esatte, ma tant'è. Fammi fare un passo indietro e partire da un problema simile: come fanno a comunicare a distanza le interazioni elettromagnetiche. Parlo ad esempio del campo elettrico che una carica elettrica crea nel suo intorno. Nella descrizione classica, attorno alla carica elettrica ci sono le linee di campo e quindi di forza elettrica, ottenute come derivate di un potenziale elettrico. Nel caso di due cariche opposte queste linee hanno come sorgente la carica e finiscono nella carica che subisce la forza elettrica, secondo quanto descritto nell'equazione di Maxwell che dice che la divergenza del campo elettrico in ogni punto dello spazio è eguale (a parte un fattore di proporzionalità) alla carica elettrica in quel punto: una di quelle equazioni che sono meravigliose per sintesi ed efficacia. Bene, dimentichiamoci di questa descrizione "classica" e cerchiamo di descrivere cosa accade a livello quantistico. La descrizione quantistica di campo elettrostatico è più o meno la seguente: la carica elettrica è circondata da un mare di fotoni virtuali, vale a dire di fotoni che non possono esistere in quanto non hanno la massa eguale a zero ma leggermente negativa. Questi fotoni tastano lo spazio attorno alla carica sorgente: se non trovano nulla spariscono così come sono apparsi, in quanto la loro esistenza è regolata dal principio di indeterminazione, più vanno lontani, meno la loro massa è negativa, in modo da rispettare la relazione dE*dt > h/2*pi . Quando uno di questi fotoni arriva alla carica di prova viene assorbito e questo crea la forza (attrattiva o repulsiva) tra le due cariche.
Questo vale a qualsiasi distanza, anche a distanza cosmologica per quanto possa sembrare inverosimile.
Ora alla tua domanda. Hai perfettamente ragione sul fatto che quando è emesso il fotone dall' atomo di idrogeno l' atomo e il fotone sono entangled, nel senso che lo stato in cui decadono è uno stato quantistico che li collega assieme. Per esempio, se il momento angolare complessivo dello stato finale fosse 0, ottenibile come somma di +1 dello stato del fotone e -1 dello stato dell' atomo che ha perso il fotone, la direzione di questo + 1 e di questo -1 non è definita "fino a che non viene effettuata una osservazione" dello stato di polarizzazione di uno dei due elementi, l'atomo o il fotone. Prima possiamo solo dire che i due momenti angolari sono opposti, ma non possiamo dire nulla sulla direzione in cui questa "opposizione" è diretta. Questo è un esempio classico di entanglement. Per cui, a rigore, nell'istante in cui l'astronomo sulla terra determina con la sua osservazione in che direzione è polarizzato il fotone che riceve, istantaneamente dall' altro lato dell'universo (probabilmente al di là dell' orizzonte) il relativo atomo di idrogeno (se esiste ancora e se nessuna reazione fisica ne ha determinato la polarizzazione) assume la polarizzazione opposta.
Questo fatto che la funzione d'onda permane su distanze arbitrariamente grandi per tempi arbitrariamente lunghi e che allo stesso tempo al suo interno le relazioni di conservazione di energia, momento angolare, momento lineare, siano rispettate "istantaneamente" rispetto al processo di misura che avviene su una delle sue parti, anche se queste parti sono a distanza arbitraria ed al contempo esiste una incertezza ineliminabile, prima della misura, su alcuni aspetti di queste grandezze (ad esempio la direzione dell' allineamento del momento angolare) è un aspetto della meccanica quantistica che risulta incredibile se pensato a livello macroscopico o addirittura cosmologico. Ma le cose stanno proprio così: la meccanica quantistica ci dice che la natura ci appare con le sue quantità fisiche determinate solo quando la osserviamo: tra una osservazione e l'altra sembra proprio che i sistemi fisici "scompaiano" in qualche universo parallelo da cui riemergono nel momento della misura. Tutto ciò è descritto dalla funzione d'onda quantistica, una funzione complessa che riempie l'universo per ogni sistema fisico e di cui solo il valore in modulo ha il senso fisico di una probabilità di osservare un certo valore di una variabile. Ma la dinamica, cioè l'evoluzione nel tempo, è quella della funzione d'onda, quantità matematica complessa e quindi per sua natura non osservabile: è il processo di misura che fa collassare istantaneamente la funzione nel tempo e nello spazio, dando valore di realtà alle quantità osservata......devo dire che i padri della meccanica quantistica l'hanno pensata davvero bene questa teoria, superando una barriera dovuta alla intuizione e comprensione umana rispetto a cui perfino le intuizioni geniali di Einstein impallidiscono !