Bislacche misurazioni quantistiche

lente 267x300 - Bislacche misurazioni quantisticheEcco, partiamo con il dire che la meccanica quantistica delinea un quadro davvero insolito della realtà fisica a livello microscopico, ma non per questo dovrebbe dare adito ad anomale supposizioni.

Vedremo ora come alcuni fenomeni quantistici, sembrino mostrare i limiti della consueta concezione oggettiva e materialistica dell’universo tanto cara agli studiosi dell’ottocento.

Alle scale microscopiche la natura non si comporta conformemente alle leggi della fisica classica, la fisica che descrive i fenomeni a noi più familiari.

Tutt’altro. E’ come se di punto in bianco l’universo cambiasse le carte in tavola.

Ad esempio, nel mondo che ci è dato sperimentare tutti i giorni (ambito della fisica classica), non vi sono limitazioni alla misurazione delle caratteristiche di un sistema fisico. Non c’è nulla che impedisca di misurare la posizione di un oggetto, la sua velocità, oppure tanto per dirne un’altra, la sua massa.

Non è però così nella meccanica quantistica.

La fisica quantistica è quanto di più curioso potrete affrontare in vita vostra.

Più di un koala vestito da scout, tanto per farvi un esempio.

Gli oggetti che fanno parte dell’ambito di tale teoria fisica, e che sono i mattoni fondanti di tutto ciò che osservate, si trovano in stati che potremmo denominare “indefiniti”, descrivibili solo mediante certe formule matematiche (come la “funzione d’onda” di Schrödinger).

La funzione d’onda ha quindi lo scopo di stabilire la probabilità che una particella si trovi in un posto anziché in un altro.

Occhio, e sottolineo: la probabilità che una particella si trovi in un posto anziché in un altro.

Se prendessimo ad esempio un elettrone – in virtù del Principio di Indeterminazione di Heisenberg – non potremmo determinarne simultaneamente posizione e velocità, dal momento che la precisione della misura dell’una inficia quella dell’altra.

Ed il motivo di tale perturbamento è presto spiegato.

Affinché l’elettrone possa essere individuato, esso dovrà essere necessariamente colpito da un fotone che venga deviato verso l’osservatore. Ciò però produce ovviamente una certa perturbazione.
Il fotone infatti, interagendo con l’elettrone, trasmette ad esso energia, modificandone velocità e direzione.
Affinché l’elettrone rimanga osservato occorre che un certo numero di fotoni lo urti. E’ evidente però che con questi urti i fotoni cedano la loro energia, la quale influirà sullo stato di moto del primo, modificandolo.

Volendo fare un esempio ancora più semplice: è come se io al buio, per determinare la posizione di una pallina da tennis, fossi costretto a lanciarle contro continuamente delle altre palline da tennis! E’ ovvio che prima o poi riuscirei a verificarne la collocazione, ma la stessa mediante tale tecnica ne verrebbe del tutto perturbata irrimediabilmente.

Ritornando a bomba sulla natura esplicita di una particella, dovete sapere che quest’ultima è possibile pensarla come in una “sovrapposizione di onde di probabilità”.

Come se essa fosse potenzialmente presente in molti differenti luoghi simultaneamente.

Ma cosa rende possibile il suo palesarsi?

La risposta è: la sua osservazione.

Quando ha luogo l’osservazione, la funzione d’onda “collassa”, e in questo esatto momento troviamo la particella in un posto preciso.

Evidenza mostrata in primis mediante il famoso esperimento della doppia fenditura.

Albert Einstein And Niels Bohr
Scienza
La teoria della misurazione di Bohr

Spesso viene da chiedersi: “Cosa realizza la realtà?” Tratto da: Fisica quantistica per curiosi Esistono diverse risposte alla domanda “Cosa realizza la realtà?” e la prima risposta è contenuta nella teoria della misurazione di Bohr (scuola di Copenhagen), riportata nel testo dello studioso “Atomic theory in the description of nature” (Cambridge, 1934). Ed in essa si afferma che la riduzione della funzione d’onda avvenga a livello dello strumento di misura. Quest’ultima è l’interpretazione della meccanica quantistica maggiormente condivisa fra gli studiosi (nessuna speranza quindi che la coscienza dell’osservatore entri in ballo nel processo di realizzazione della realtà). Bohr volle subito eliminare la figura di un osservatore cosciente, e pensò immediatamente come sostituirlo con diversi artifizi. In pochi anni fu quindi messa a punto la versione definitiva della “interpretazione di Copenaghen”, la quale sostituì ad esso una “reazione termodinamica irreversibile”, affinché quindi lo stato non oggettivo potesse diventare uno stato oggettivo. La cosa fa nascere però alcune perplessità: sembrerebbe infatti impossibile che l’esistenza del mondo microscopico debba dipendere da eventi termodinamici irreversibili, ovvero eventi “macroscopici”. Non dovrebbe essere il contrario? Cioè che il macroscopico dipenda dal microscopico? Per questo ed altri motivi, molti fisici tra cui in primis Wigner (ne abbiamo parlato illustrando …

Asteroide
Scienza
Due anni di oscurità: così l’asteroide ha sterminato i dinosauri

Prima l’impatto del gigantesco asteroide, poi i terremoti e gli tsunami. Il cielo si riempie di fuliggine e la Terra sprofonda nell’oscurità per due anni: ecco come i dinosauri si sono estinti 66 milioni di anni fa dalla faccia del pianeta. SCOPERTE – Circa 66 milioni di anni fa un asteroide largo dieci chilometri si è schiantato sulla Terra, nella regione oggi conosciuta come penisola dello Yucatan. L’impatto del gigantesco asteroide ha causato terremoti, tsunami ed eruzioni vulcaniche, ma soprattutto ha sollevato una coltre di fuliggine nell’atmosfera. I cieli si sono ricoperti di un manto nero e per due lunghi anni il pianeta è stato avvolto dall’oscurità. Le piante hanno smesso di eseguire la fotosintesi, il clima è cambiato e per i dinosauri sopravvissuti agli incendi e all’impatto non c’è stato scampo: tre quarti delle specie viventi sono scomparse durante l’estinzione del Cretaceo-Paleocene. Questo è lo scenario che spiega come è avvenuta l’estinzione dei dinosauri nello studio pubblicato sulla rivista Proceedings of the National Academy of Sciences e condotto da Charles Bardeen, scienziato del National Center for Atmospheric Research (NCAR), in collaborazione con i ricercatori della NASA e della University of Colorado a Boulder. I ricercatori hanno stimato la quantità di fuliggine prodotta dagli incendi causati dall’impatto dell’asteroide e sono stati …

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