Tuttavia, lì menzioniamo anche che tale sovrapposizione non significa “lo spin è nello stato $| \uparrow \rangle$ o $| \downarrow \rangle$, e non sappiamo quale”, ma, invece, è più appropriato affermare qualcosa del tipo “è negli stati $| \uparrow \rangle$ e $| \downarrow \rangle$ contemporaneamente”. Cosa ci porta ad affermare una cosa del genere? In breve, la risposta è che osserviamo fenomeni che sono incoerenti con la prima interpretazione, ma che possono essere spiegati considerando che l’atomo si comporta come se fosse in entrambi gli stati contemporaneamente, e che questi due comportamenti potrebbero interferire l’uno con l’altro. Questo fenomeno sconcertante, l’interferenza quantistica, viene spesso definito comportamento ondulatorio. In questo articolo, presenteremo una versione dell’esperimento di SG in cui ciò risulterà evidente. 
 
Prima di farlo, tuttavia, introduciamo una piccola modifica all’apparato di SG, raffigurata nella Figura 1 qui sotto. In sostanza, abbiamo aggiunto alcuni magneti supplementari che contrastano il primo, in modo che uno spin (ad esempio, un atomo d’argento) deviato dalla traiettoria centrale iniziale nella direzione del campo magnetico (ad esempio, verso l’alto o verso il basso se è orientato verticalmente) possa ritornarvi. Più avanti aggiungeremo anche un ostacolo che blocchi uno dei due percorsi, ad esempio quello inferiore. In tal caso, il fascio che devia in tale direzione viene fermato dall'ostacolo, mentre il fascio deviato nella direzione opposta può continuare il suo percorso e lasciare l'apparato. Prenditi un momento per convincerti che ciò è equivalente all’apparato SG originale introdotto nella voce sullo stato quantistico: uscire dall’apparato orientato verticalmente corrisponde a un impatto sul lato superiore della piastra nella configurazione originale (raggio diretto verso l’alto), mentre non uscire dall’apparato corrisponde a un impatto sul lato inferiore della piastra (raggio diretto verso il basso). Tenete presente che, in assenza del blocco, entrambi i fasci tornano alla traiettoria centrale originale. 

Come spieghiamo nella voce sulla sovrapposizione, alcuni atomi riescono comunque a uscire da quest’ultimo dispositivo; in altre parole, il fascio diretto verso il basso ricompare, nonostante sia stato misurato in precedenza nello stato “su”. Si tratta di una manifestazione del principio di indeterminazione di Heisenberg. Fino a questo punto, il ragionamento è molto simile a quello che abbiamo discusso in quelle voci, ma aggiungiamo ora un colpo di scena. Supponiamo di rimuovere il blocco nel secondo apparato, cioè l'ostacolo in cui rimangono bloccati tutti gli spin che deviano verso sinistra. Cosa succede ora al fascio che esce dal terzo apparato (cioè l'ultimo fascio $S_z$ che evita l'ultimo ostacolo)? Analizziamo la situazione. Classicamente, ci si aspetterebbe che, nel secondo apparato, gli spin devino a sinistra o a destra e poi tornino tutti alla traiettoria originale (poiché non c'è alcun ostacolo su nessuno dei due percorsi), sia nello stato $| \leftarrow \rangle$ che in quello $| \rightarrow \rangle$, anche se non sappiamo quale. Quindi, l'intero fascio dovrebbe lasciare il secondo apparato con una componente di spin orizzontale ben definita. Dato che un fascio con una componente di spin orizzontale ben definita si divide in un apparato SG verticale (vedi la voce sulla sovrapposizione), ci aspetteremmo di osservare un fascio che esce anche dal terzo. Inoltre, poiché abbiamo rimosso un ostacolo che fermava molti degli atomi, ce ne dovrebbero essere di più che arrivano fino alla fine dell’esperimento. Per quanto ragionevole possa sembrare questa ipotesi, è sbagliata. E per quanto possa sembrare irragionevole, la risposta giusta è che nemmeno un singolo spin esce dal terzo apparato! Una piccola riformulazione può aiutare a evidenziare quanto sia straordinario questo risultato: rimuovere un ostacolo dalla traiettoria degli spin, che li stava effettivamente fermando, rende impossibile il passaggio di qualsiasi di essi, mentre bloccare uno dei percorsi possibili permette loro di passare. Se non fosse perché questo è confermato dagli esperimenti, lo considereremmo immediatamente una sciocchezza e andremmo avanti. Invece, si scopre che è proprio così che si comporta la Natura. 

 

Come possiamo comprendere o interpretare un fenomeno così strano? La prima cosa da notare è che, dato che in assenza del secondo ostacolo tutti gli spin deviano verso l’alto nel terzo apparato SG, il secondo apparato non ha alcun effetto sullo stato degli spin. Infatti ricordiamo dalla voce sulla sovrapposizione che i fasci che non deviano affatto verso il basso sono quelli che in precedenza hanno lasciato un apparato SG in direzione verso l’alto (e per i quali non è successo nient’altro nel frattempo). Ciononostante, il secondo apparato, sebbene privo dell’ostacolo, è presente, quindi deve deviare le traiettorie degli spin; infatti, vediamo che ciò accade quando aggiungiamo l’ostacolo che blocca uno dei due percorsi deviati orizzontalmente e parte del fascio viene fermata. Inoltre, se lasciamo passare solo uno dei due fasci deviati orizzontalmente, emerge un fascio deviato verso il basso. Dopo queste considerazioni, la domanda diventa: come possiamo mettere insieme queste osservazioni? La meccanica quantistica fornisce una risposta meravigliosamente semplice, forse non volta a soddisfare impulsi filosofici, ma dotata della solida coerenza logica e della potenza quantitativa della matematica. Secondo il principio di sovrapposizione, lo stato dello spin può essere scritto in termini di una sovrapposizione (una somma) di altri stati. In particolare, per gli spin che escono dal primo apparato SG nello stato $| \uparrow \rangle$ abbiamo $| \uparrow \rangle = ( | \leftarrow \rangle + | \rightarrow \rangle ) / \sqrt{2}$, a cui si può dare solo una vaga interpretazione verbale del tipo “in assenza dell’ostacolo, gli spin attraversano entrambi i percorsi deviati orizzontalmente, a sinistra e a destra, e interferiscono tra loro, producendo spin con una componente di spin verticale ben definita”. 
 
Questo è un esempio del cosiddetto fenomeno dell’interferenza quantistica. Il ben noto comportamento ondulatorio delle particelle quantistiche è analogo: una particella a cui è permesso passare attraverso due fenditure (senza rivelare fisicamente alcuna informazione sul percorso che sceglie) passa attraverso entrambe e interferisce con se stessa, come osservato nel celebre esperimento della doppia fenditura. Quando ripetiamo tale esperimento molte volte, lasciando passare una sola particella alla volta, osserviamo una serie di impatti puntiformi su una lastra fotografica su cui le particelle arrivano dopo aver attraversato la doppia fenditura. La densità di queste collisioni puntiformi forma un modello di interferenza matematicamente coerente con quello di un'onda. 
 
Ribadiamo a questo punto che, per quanto strana possa sembrare la spiegazione e la formalizzazione qui presentate, i risultati sperimentali non si prestano ad alcuna spiegazione più semplice conosciuta. Inoltre, la meccanica quantistica ha dimostrato la sua capacità predittiva in numerose situazioni, spesso anche più complesse.