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Uno sguardo alla Meccanica Quantistica. Lunghezza donda Ampiezze positive Ampiezze negative Periodo Ampiezza donda Uno sguardo alla Meccanica Quantistica.

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Presentazione sul tema: "Uno sguardo alla Meccanica Quantistica. Lunghezza donda Ampiezze positive Ampiezze negative Periodo Ampiezza donda Uno sguardo alla Meccanica Quantistica."— Transcript della presentazione:

1 Uno sguardo alla Meccanica Quantistica

2 Lunghezza donda Ampiezze positive Ampiezze negative Periodo Ampiezza donda Uno sguardo alla Meccanica Quantistica

3 Uno sguardo alla Meccanica Quantistica

4 Sin dalle prime mosse di Galileo, il tentativo di capire come funzionasse il mondo intorno a noi si è sempre trovato di fronte allesigenza di modificare e spesso stravolgere molte delle usuali categorie con cui eravamo abituati a guardare e descriverlo, quel mondo. Una rivoluzione come le altre...?...il concetto dinerzia di Galileo......i campi elettrici come indipendenti dalla carica che li genera e capaci di vivere (propagarsi) da soli... Ma la rivoluzione concettuale della meccanica quantistica è forse di un altro ordine di grandezza rispetto alle precedenti: non ci obbliga semplicemente a immaginare una realtà diversa (nuove forze, nuove particelle e nuove loro proprietà...), ma ci lascia smarriti sullo stesso concetto di realtà!

5 Ma non posso farvi un corso accelerato di teoria dei gruppi!!! « Non entri chi non sa di geometria » (...ma non posso usare formule!!!) 1) cerco di riassumervi brevemente e per sommi capi la Meccanica Quantistica... (...sempre senza usare forumule!!!) Scelgo la seconda, e vado dunque a presentarvi... Due possibilità: 2) provo a farvi toccare con mano un caso particolare, sperando che questo possa dare almeno unidea di quel che bolle nel mondo dei quanti...

6 Ma non posso farvi un corso accelerato di teoria dei gruppi!!! « Non entri chi non sa di geometria » (...ma non posso usare formule!!!) 1) cerco di riassumervi brevemente e per sommi capi la Meccanica Quantistica... (...sempre senza usare forumule!!!) Scelgo la seconda, e vado dunque a presentarvi... Due possibilità: 2) provo a farvi toccare con mano un caso particolare, sperando che questo possa dare almeno unidea di quel che bolle nel mondo dei quanti...

7 Lo strano caso dellesperimento delle due fenditure ovvero Quella (brutta) storia del dualismo onda-corpuscolo Uno sguardo alla Meccanica Quantistica

8 Lo strano caso dellesperimento delle due fenditure ovvero Quella (brutta) storia del dualismo onda-corpuscolo Uno sguardo alla Meccanica Quantistica

9 Un esempio classico: Un esempio classico: la luce 1873 Maxwell XVII sec. Newton Huygens 1803 Young Uno sguardo alla Meccanica Quantistica

10 Lesperimento di Young ma perchè un risultato simile è la firma di un fenomeno ondulatorio? Uno sguardo alla Meccanica Quantistica

11 » Cosè e comè fatta unonda? Uno sguardo alla Meccanica Quantistica

12 » Cosè e comè fatta unonda? Uno sguardo alla Meccanica Quantistica

13 » Cosè e comè fatta unonda? Uno sguardo alla Meccanica Quantistica

14 Lunghezza donda Ampiezze positive Ampiezze negative Periodo Ampiezza donda » Cosè e comè fatta unonda? Uno sguardo alla Meccanica Quantistica

15 » Principio di sovrapposizione Uno sguardo alla Meccanica Quantistica

16 » Il caso delle due fenditure Uno sguardo alla Meccanica Quantistica

17 » Il caso delle due fenditure Uno sguardo alla Meccanica Quantistica

18 » Il caso delle due fenditure Uno sguardo alla Meccanica Quantistica

19 » Il caso delle due fenditure Uno sguardo alla Meccanica Quantistica

20 Ora provate a ripetere lesperimento di Young, ma invece di utilizzare la luce, utilizzate un fascio di......elettroni! Ottenete essattamente lo stesso identico risultato!!! Uno sguardo alla Meccanica Quantistica

21 Anche gli elettroni sono onde!!! Uno sguardo alla Meccanica Quantistica

22 Aspettate un momento, ma gli elettroni... » hanno una carica elementare! » hanno una massa ben precisa! » si possono contare! (laveva misurata Millikan!) (Thompson aveva misurato il rapporto carica/massa degli elettroni!) (la tavola periodica si basa proprio sul numero INTERO di elettroni di ogni elemento!)...ma gli elettroni sono particelle! Uno sguardo alla Meccanica Quantistica

23 Uhm... e se noi...? »Riduciamo il flusso di elettroni nel fascio, fino a farne passare uno solo alla volta...? Uno sguardo alla Meccanica Quantistica »Londa è connessa al singolo elettrone! » La figura di interferenza riguarda la probabilità (La probabilità è lintensità di una qualche onda le cui ampiezze interferiscono)

24 »Proviamo a chiudere una delle due fenditure...? Uhm... e se noi...? Uno sguardo alla Meccanica Quantistica

25 Uno sguardo alla Meccanica Quantistica

26 »Proviamo a mettere un rivelatore di elettroni dietro le fenditure... Uhm... e se noi...? Uno sguardo alla Meccanica Quantistica » Una misura cambia la probabilità (trovo lelettrone dietro una particolare fenditura: non ho più una certa probabilità che lelettrone sia passato di lì, lo so con certezza – lho misurato!)

27 La Meccanica Quantistica in due schermate E così vengo meno al mio proposito di NON raccontarvi la meccanica quantistica in due parole... Ma non preoccupatevi: non userò formule! Uno sguardo alla Meccanica Quantistica

28 La Meccanica Quantistica in due schermate E così vengo meno al mio proposito di NON raccontarvi la meccanica quantistica in due parole... Ma non preoccupatevi: non userò formule! Uno sguardo alla Meccanica Quantistica

29 La nuova Meccanica: gli ingredienti... »DINAMICA di evoluzione temporale: DETERMINISTICA, ma per la PROBABILITA letteralmente: ciò che troveremo se eseguiamo una misura lequazione delle onde di Schrödinger »CAUSALITA: solo nellESPERIMENTO ma cosa mai può significare trovare? la misura non è forse un fenomeno fisico come tutti gli altri? non può forse essere descritta anche lei dalla dinamica deterministica? Uno sguardo alla Meccanica Quantistica

30 » Prepara il tuo apparato sperimentale come se fossi in meccanica classica......ma non aspettarti che il sistema si comporti classicamente! » Associa al sistema classico la sua onda di ampiezze di probabilità » Calcola levoluzione nel tempo dellonda »Ricava la probabilità dei vari risultati dellesperimento » Smettila di chiederti cosa diavolo è successo... la probabilità è data dallintensità di questonda lequazione delle onde di Schrödinger...e la ricetta! ecco cosa vuol dire trovare: «trovare» è «trovare classicamente» ma soprattutto Uno sguardo alla Meccanica Quantistica

31 un po di filosofia (per non filosofeggiare troppo...) un po di filosofia (per non filosofeggiare troppo...) «Bohr elaborò una filosofia di quello che sta dietro le ricette della teoria. Anziché essere disturbato dallambiguità di principio, egli sembra trovarci ragioni di soddisfazione. Egli sembra gioire della contraddizione, per esempio, tra onda e particella che emerge in ogni tentativo di superare una posizione pragmatica nei confronti della teoria. [...] Non allo scopo di risolvere queste contraddizione e ambiguità, ma nel tentativo di farcele accettare egli formulò una filosofia, che chiamò complementarietà. Pensava che la complementarietà fosse importante non solo per la fisica, ma per tutta la conoscenza umana. Il suo immenso prestigio ha portato quasi tutti i testi di meccanica quantistica a menzionare la complementarietà, ma di solito in poche righe. Nasce quasi il sospetto che gli autori non capiscano abbastanza la filosofia di Bohr per trovarla utile. Einstein stesso incontrò grandi difficoltà nel cogliere con chiarezza il senso di Bohr. Quale speranza resta allora per tutti noi? Io posso dire molto poco circa la complementarietà, ma una cosa la voglio dire. Mi sembra che Bohr usi questo termine in senso opposto a quello usuale. Consideriamo per esempio un elefante. Dal davanti esso ci appare come una testa, il tronco e due gambe. Dal dietro esso è un sedere, una coda e due gambe. Dai lati appare diverso e dallalto e dal basso ancora diverso. Queste varie visioni parziali risultano complementari nel senso usuale del termine. Si completano una con laltra, risultano mutuamente consistenti, e tutte assieme sono incluse nel concetto unificante di elefante. Ho limpressione che assumere che Bohr usasse il termine complementare in questo senso usuale sarebbe stato considerato da lui stesso come un non aver colto il punto e aver banalizzato il suo pensiero. Lui sembra piuttosto insistere sul fatto che, nelle nostre analisi, si debbano usare elementi che si contraddicono lun laltro, che non si sommano o non derivano da un tutto. Con lespressione complementarietà egli intendeva, mi pare, lopposto: contraddittorietà. Sembra che Bohr amasse aforismi del tipo: lopposto di una profonda verità rappresenta anchesso una profonda verità; la verità e la chiarezza sono complementari. Forse egli trovava una particolare soddisfazione nellusare una parola familiare a tutti attribuendogli un significato opposto a quello usuale. La concezione basata sulla Complementarietà è una di quelle che io chiamerei le visioni romantiche del mondo ispirate dalla teoria quantistica.» John Stewart Bell Poscritto Uno sguardo alla Meccanica Quantistica


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