Planck

Oggi, 14 aprile, si celebra la Giornata mondiale dei quanti, il World Quantum Day istituito nel 2021 da un gruppo di scienziati internazionali con l'obiettivo di avvicinare il grande pubblico alla fisica quantistica. A ricordarlo è anche Google, che ha personalizzato il proprio doodle con le sfere di Bloch. Una rappresentazione geometrica che racconta in modo visivo uno dei concetti più affascinanti e controintuitivi della scienza moderna. La data, però, non è stata scelta a caso. Giornata mondiale dei quanti: perché proprio il 14 aprile, la costante di Planck Usando il formato anglosassone, oggi è il 4/14, un numero tutt'altro che arbitrario per chi studia l'universo a livello microscopico. Queste cifre corrispondono alle prime tre cifre arrotondate della costante di Planck espressa in elettronvolt-secondo, il cui valore è circa 4,135667×10⁻¹⁵ eV·s. La costante, introdotta dal fisico Max Planck nel 1900 e indicata con la lettera h, è anche nota come quanto d'azione ed è uno dei pilastri fondamentali della meccanica quantistica. La sua importanza sta in una funzione precisa. Permette di quantizzare, ovvero di delimitare in pacchetti discreti, grandezze fisiche del mondo microscopico come l'energia, la quantità di moto e il momento angolare. In pratica, grazie a questa costante è possibile esprimere queste grandezze come multipli interi di h. Cosa che ha rivoluzionato la comprensione della natura a livello subatomico. Le sfere di Bloch e il mistero del qubit L'immagine scelta da Google per il doodle racconta invece un altro concetto chiave. Le sfere di Bloch, ossia la rappresentazione geometrica dello stato di un sistema quantistico a due livelli, noto come qubit, su cui si basano i dispositivi quantistici. Guardando il doodle, le due O della parola Google sono state sostituite da due sfere con assi e frecce al loro interno, che indicano appunto la posizione dei qubit. Ma cosa rende un qubit diverso da un normale bit? Un bit classico può esistere in un solo stato alla volta, rappresentando alternativamente 0 oppure 1. Un qubit, fatto di particelle subatomiche come fotoni o elettroni, può invece rappresentare contemporaneamente 0, 1 e una combinazione simultanea di entrambi, in quello che in fisica si chiama sovrapposizione. È questa proprietà, apparentemente paradossale, a rendere il calcolo quantistico potenzialmente molto più potente di quello classico e a fare della meccanica quantistica una delle frontiere più fertili della scienza contemporanea.

Planck

Giornata mondiale dei quanti: cosa sono le sfere di Bloch nel doodle di Google