Piccolo viaggio nel mondo dei quanti
Un secolo dopo la sua nascita, la fisica quantistica continua a sconcertare e affascinare. Un libro per indagare i princìpi e le leggi che stanno alla base delle sue importanti applicazioni tecnologiche, dal laser alla crittografia quantistica, sino al teletrasporto.
- ISBN: 9788822062963
- Anno: 2007
- Mese: aprile
- Formato: 14 x 21 cm
- Pagine: 128
- Note: illustrato a colori - brossura
- Tag: Scienza Fisica Fisica quantistica Erwin Schrödinger
Nel 1905 faceva la sua comparsa la fisica quantistica: si spalancavano così le porte del mondo dell'infinitamente piccolo, regolato da leggi che non potevano essere ricondotte nell'alveo della fisica classica. In pochi decenni i suoi padri fondatori, Einstein, Bohr, Heisenberg e Schrödinger, crearono una delle più belle costruzioni intellettuali di tutti i tempi, elaborando un nuovo, efficacissimo, formalismo matematico. Un secolo dopo, la fisica quantistica continua a intrigare e ad affascinare, ma resta in realtà poco conosciuta. Utilizzando un linguaggio semplice, ricco di analogie e divertenti aneddoti, l'autore conduce il lettore in un viaggio alla scoperta di uno strano mondo, in cui i concetti familiari della vita su scala macroscopica si rivelano inadeguati e fuorvianti. Lungo un percorso impeccabile in termini di rigore e di completezza, dalle intuizioni, le polemiche e le conferme degli inizi giungiamo agli sviluppi teorici, sperimentali e tecnologici più recenti, che danno origine a innumerevoli applicazioni pratiche, dai laser alla crittografia, passando per le scienze dei materiali, l'elettronica, le nanotecnologie. Sullo sfondo, l'autore non manca di evidenziare l'interrogativo più profondo della fisica quantistica: a che tipo di realtà fa riferimento una teoria che rifiuta qualunque rappresentazione concreta? Quale credito bisogna accordare alle sue varie interpretazioni proposte dal 1920 a oggi?
Introduzione - 1. Il fallimento dei concetti familiari - Curiose interferenze - Le lezioni dell'esperimento - 2. Verso una nuova rappresentazione degli oggetti fisici - Della parzialità delle apparenze - La morale dell'ornitorinco - L'arte di creare le onde - 3. Il principio di Heisenberg o il senso della misura - Traiettorie indefinite - Indeterminazione non vuol dire imprecisione - La costante di Planck - Heisenberg in soccorso dell'atomo - 4. L'effetto tunnel o le nuove regole della cavallina - Masticazione delle mucche e radioattività «a» - Perdita di tenuta - 5. L'addizione o la quintessenza del formalismo - Una questione di stato - Il gatto di Schrödinger e le sue disavventure - Che cos'è una «sovrapposizione» di stati? - La riduzione del pacchetto d'onda - La fisica quantistica è completa? - 6. La correlazione quantistica o l'effetto Rolling Stones - Particelle che si intrecciano - Il tutto non è più la somma delle parti - 7. La «non separabilità» e la controversia Bohr-Einstein - Le obiezioni di Einstein - La faccia nascosta delle carte - Il paradosso EPR - Il teorema di Bell - Il verdetto inappellabile dell'esperimento - 8. Stupefacenti macchine «intricanti» - Crittografia quantistica - Fax quantistico e teletrasporto - Un giorno nascerà il computer quantistico? - 9. Quando la realtà sembra sfuggire - Musica di camera a bolle - La fine delle immagini - «Vedere» un atomo - 10. Una questione di interpretazione(i) - Qualcosa di nuovo sotto il Sole - Due tipi di oggettività - La questione del realismo fisico - L'«indeterminismo» quantistico - Alcune interpretazioni tradizionali della fisica quantistica - La teoria della decoerenza e gli approcci contemporanei - Appendice - Dal corpo nero all'invenzione della fisica quantistica - Glossario - Bibliografia
Introduzione
Del resto, le vere rivoluzioni sono lente e non sono mai sanguinose. Jean Anouilh
Ecco qui un atomo, un atomo d'idrogeno, il più semplice di tutti. Anche il più piccolo, se non altro dal punto di vista del numero dei suoi costituenti. Il suo nucleo si riduce a un semplice protone, attorno al quale un unico elettrone, minuscolo, gira vorticosamente per effetto della forza elettrica attrattiva che lo lega al protone, di carica elettrica opposta alla sua. Questo sistema di piccole dimensioni ci ricorda un duo che conosciamo bene, quello formato dal Sole e dalla Terra. Immaginiamo che l'analogia sia esatta, cioè che l'atomo di idrogeno sia effettivamente un sistema planetario in miniatura, addirittura microscopico, in cui il protone rappresenta il Sole e l'elettrone un pianeta. Se ammettiamo che fra questi due sistemi esista unicamente una differenza di dimensioni (ovvero che il primo sia esattamente la riduzione su scala microscopica del secondo), l'atomo diventa un oggetto quasi familiare. Ma una metafora di questo tipo è appropriata? Se il nostro modello è corretto, l'elettrone deve possedere una traiettoria ben definita, esattamente come quella di un pianeta che gravita attorno al Sole, ed è quindi condannato a girare instancabilmente attorno al protone su una certa orbita. Almeno, questo è quanto previsto dalla meccanica classica, che prende in considerazione soltanto oggetti materiali localizzati con precisione nello spazio e che seguono traiettorie ben definite, completamente determinate dalle forze a cui sono sottoposti […].
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