La teoria quantistica è un modo per spiegare la natura della materia e come si comporta a livello atomico e persino subatomico. Strettamente correlata è la meccanica quantistica, che è una descrizione della materia a livello atomico e subatomico. La teoria postula che tutta la materia sia costituita da unità individuali e quantificabili. È stato sviluppato nel 1900 dal fisico tedesco Max Planck. Ha presentato la sua teoria alla Società tedesca di fisica. Sebbene gran parte della teoria continui a suscitare grandi dibattiti e alcune controversie, ci sono parti che sono quasi universalmente accettate in base alle prove disponibili.
La teoria quantistica è stata utilizzata nella narrativa popolare per spiegare molte cose diverse. Programmi televisivi popolari come “Sliders” e “Quantum Leap” hanno generato un interesse di massa. Svolge anche un ruolo nel romanzo di Dan Brown “Angeli e demoni” durante una parte che spiega l’esistenza e il significato dell’antimateria. Nella maggior parte dei casi, questa e altre opere di finzione guardano a una delle due principali teorie relative alla realtà del mondo naturale per costruire le loro premesse. Queste teorie sono chiamate rispettivamente Interpretazione di Copenaghen e Teoria dei molti mondi.
La teoria dei molti mondi postula che una volta che un oggetto esiste in qualsiasi stato, l’universo intorno a quell’oggetto si trasforma in un numero di universi paralleli. Il numero di universi paralleli è determinato dal numero di possibili universi, in cui è possibile che quell’oggetto esista. Questo numero è impossibile da conoscere, almeno così com’è adesso con i moderni strumenti scientifici. Ad un certo punto, potrebbero essere sviluppati strumenti in grado di mostrare in modo più esplicito i principi della teoria quantistica.
L’interpretazione di Copenhagen della teoria dei quanti suggerisce che non si può presumere che una particella esista finché non viene misurata. Poi, una volta che ciò si verifica, è qualunque cosa sia misurata. Anche se questo sembra un suggerimento diretto, questa interpretazione della teoria quantistica indica che una particella è effettivamente in tutti gli stati possibili finché non viene misurata e osservata in modo specifico.
Questo è spesso illustrato utilizzando un esempio noto come il gatto di Schrodinger. Se un gatto, in un ipotetico esempio, viene preso e gettato in una scatola, è lecito ritenere che sia vivo, almeno per un certo periodo di tempo. Se una fiala di cianuro viene gettata in quella scatola, potrebbe essersi rotta e aver ucciso il gatto. Oppure potrebbe essere rimasto intatto e aver risparmiato il gatto. Finché questo non è noto, l’interpretazione di Copenaghen della teoria dei quanti postulerebbe che il gatto si trovi in entrambi gli stati, il che significa vivo e morto, allo stesso tempo.
Uno dei maggiori critici della teoria quantistica è Albert Einstein. Einstein non poteva essere d’accordo sul fatto che una singola particella potesse esistere in più di un universo, come suggerito nella teoria dei molti mondi. Il fisico, tuttavia, accettò alcuni aspetti della teoria. Ad esempio, capì che l’energia poteva esistere in unità quantificabili e suggerì che ciò fosse vero non solo per l’energia, ma anche per la radiazione.