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IL CAOS QUANTISTICO

L'attività di ricerca ricopre quell'area che viene comunemente detta Caos Quantistico . Dopo una breve illustrazione delle tematiche connesse oggi con il Caos Quantistico passerò in rassegna in modo dettagliato i domini specifici che hanno particolarmente attratto il mio interesse, soffermandomi sulle problematiche emerse, sui loro sviluppi successivi e sui risultati ottenuti. Una breve bibliografia viene poi fornita al termine di ogni singolo tema trattato.

Il Caos Quantistico nasce, se così si può dire, verso la fine degli anni settanta, quando per la prima volta, in un lavoro di Casati, Chirikov, Ford e Izrailev ( Stochastic behaviour in quantum and classical hamiltonian systems , Lecture Notes in Physics, 93 , Springer, Berlin (1978)) divenuto in seguito pietra miliare, si scoperchiava quel vaso di Pandora, che avrebbe portato all'apparizione di questo nuovo soggetto all'interno della fisica.

Il problema era molto semplice, ma la risposta, come spesso accade, non lo fu. Si trattava di considerare un sistema Hamiltoniano classicamente caotico dal punto di vista della Meccanica Quantistica. Visto che il Caos rappresenta una caratteristica comune ai sistemi classici in presenza di una generica nonlinearità, e considerato che la Meccanica Quantistica costituisce la teoria che governa il microcosmo, lo studio dei possibili legami intercorrenti tra i due si configura senza dubbio come legittimo, almeno dal punto di vista dei fondamenti della fisica. Non da meno, se si intende considerare un approccio di tipo non--perturbativo allo studio applicativo di generici microsistemi, si avra' necessariamente a che fare con Meccanica Quantistica e Caos .

Intendo con ciò affermare che, anche se inizialmente patrimonio di un ristretto gruppo di fisici (teorici), questo bagaglio di idee e conoscenze si é ben presto allargato a macchia d'olio in tutti i diversi settori della fisica, nello stesso modo in cui il Caos si è configurato come presenza attiva nella scienza intera.

Stabilito ordunque che con il termine Caos Quantistico si intende lo studio quantistico di sistemi classicamente caotici, è bene sin d'ora rilevare che esso non costituisce una disciplina a sè stante, tanto meno un insieme di conoscenze posseduto e tramandato da un gruppo di ``addetti ai lavori''. Semplicemente, esso vuole essere uno strumento in più, corredo del ricercatore di fisica teorica, per l'analisi del mondo che ci circonda.

Dirò subito che, se da una parte il Caos Classico ha le sue basi matematiche nella teoria ergodica, altrettanto non si può dire della sua controparte quantistica. E ciò è dovuto, non tanto ad una negligenza dei ricercatori operanti nel campo, quanto piuttosto ad una sua caratterizzazione de facto . Le teorie (la Meccanica Quantistica e la Teoria Ergodica) esistono e sono state oggetto di numerose analisi e verifiche. Scopo del ricercatore operante in tale ambito è quello di studiare, attraverso specifici modelli, come esse possano coesistere e fornire, quando possibile, stime e previsioni altrimenti improponibili.

In questo ambito si capisce allora come la modellistica, rivesta un ruolo del tutto privilegiato. La scelta del modello e la sua conseguente analisi va vista all'interno di un quadro di domande che intendono gettare luce su come la Meccanica Quantistica modifichi il modo di vedere un sistema attraverso le lenti del Caos Classico .

Va osservato infine come la figura del ricercatore in questo ambito sia assai simile a quella del fisico ottocentesco, dove il lavoro teorico e quello sperimentale erano un tuttuno. Con l'unica eccezione che che il laboratorio è stato rimpiazzato dal computer. Il computer rappresenta uno strumento di indagine essenziale dal quale non si può prescindere. Non solo perchè permette l'analisi, altrimenti ardua, di particolari modelli, ma in quanto miglior soggetto atto alla rappresentazione dell'imperfetto mondo che ci circonda.