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Alla fine dell'Ottocento, si pensava di aver compreso i principi fondamentali della Natura. Gli atomi erano i "mattoncini" con cui era costruito il mondo, le leggi di gravitazione universale di Newton spiegavano il moto dei pianeti e di tutti gli altri corpi, l'Universo intero sembrava funzionare come un gigantesco orologio. Ma, nei primi decenni del novecento, uno studio più approfondito dell'atomo e dei suoi componenti ha dato origine alla Teoria dei Quanti che, facendo perdere gran parte delle certezze su cui si basava la fisica classica, ha gradualmente fatto comprendere che la conoscenza della realtà era ben lontana dall'essere completa. |
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Sintetizzati qui di seguito: |
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I principi basilari della Fisica Quantistica |
Illustrazioni e approfondimenti |
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1) Sia la luce che le particelle che costituiscono gli atomi e cioè gli elementi fondamentali che compongono la materia (quindi noi stessi e la realtà a noi manifesta) sono costituite da minuscoli concentrati di energia detti QUANTI, che hanno una duplice natura: ondulatoria e corpuscolare. Precisamente a livello subatomico la materia presenta le caratteristiche tipiche delle onde e solo all'atto dell'osservazione assume un comportamento corpuscolare. Ad intuire la duplice natura, corpuscolare ed ondulatoria della materia fu il matematico e fisico Louis De Broglie (1892-1987) che ottenne il premio Nobel nel 1929. Le proprietà delle vibrazioni dell'onda quantistica furono descritte matematicamente dalla Equazione d'onda di Schrodinger matematico e fisico austriaco (1987-1962) che per tale scoperta nel 1933 fu insignito del premio Nobel .
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Il filmato qui sopra simula l'esperimento detto 'delle due fessure' che dimostra come le particelle subatomiche che formano la materia, si manifestano soltanto all'atto dell'osservazione. Fino a quel momento, cioè fino a quando "qualcuno" non le osserva, esiste 'solo' il potenziale della particella sotto forma di un onda energetica, che contiene in se tutte le possibilità. All'atto dell'osservazione, una particella prende vita occupando una delle possibilità, solitamente quella che ci aspettiamo. L'aspetto sconvolgente ma anche illuminante di queste scoperte è che tutto l'universo e noi stessi siamo formati da particelle; le stesse particelle che esistono come materia quando le osserviamo ed esistono come onde di possibilità quando non le osserviamo.
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2) Non è possibile conoscere simultaneamente la velocità e la posizione di una particella quantistica, poiché quanto maggiore è l'accuratezza nel determinarne la posizione tanto minore è la precisione con la quale si può accertarne la velocità e viceversa . La suddetta proprietà è conosciuta come Principio d'Indeterminazione di Heisenberg (1901 – 1976) fisico tedesco premio Nobel nel 1932.
L'indeterminazione non dipende dai limiti dei nostri strumenti, che comportano necessariamente una interazione più o meno grande con l'oggetto da sottoporre a misurazione, bensì rappresenta una caratteristica intrinseca della materia. |
Oltre alla posizione e alla velocità della
particelle, il principio di indeterminazione pone limiti anche
alla misura simultanea di altre grandezze come ad esempio
l'energia e il tempo: se si cerca di determinare con precisione
l'energia di una particella, diminuirà inevitabilmente il grado
di accuratezza con cui conosciamo la sua durata, e viceversa.
Tale aspetto produce delle conseguenze del tutto incompatibili
alla luce della nostra esperienza ordinaria, infatti, il grado
di indeterminazione esistente tra energia e tempo fa si che
delle particelle (ad esempio una coppia elettrone-positrone),
possano emergere dal nulla per una frazione infinitesimale di
secondo (inferiore a 10-20 secondi), prima di svanire
nuovamente. Approfondimenti: |
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3) Se due particelle si fanno interagire per un certo periodo e quindi vengono separate, quando si sollecita una delle due in modo da modificarne lo stato, istantaneamente si manifesta sulla seconda una analoga sollecitazione a qualunque distanza si trovi rispetto alla prima. Tale fenomeno è detto "Fenomeno dell'Entanglement".
Il fenomeno dell'entanglement
viola il «principio di località» per il quale ciò che
accade in un luogo NON può influire immediatamente su ciò che
accade in un altro.
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Descrizione di un esperimento sul fenomeno dell'Entaglement Due particelle vengono lanciate in direzioni opposte. Se la particella A, durante il suo tragitto incontra una carica magnetica che ne devia la direzione verso l’alto, la particella B, invece di continuare la sua traiettoria in linea retta, devia contemporaneamente la direzione assumendo un moto contrario alla sua gemella.
Questo esperimento dimostra che:
Il fisico Niels Bohr disse: "Tra due particelle [correlate] che si allontanano l'una all'altra nello spazio, esiste una forma di azione-comunicazione permanente. [...] Anche se due fotoni si trovassero su due diverse galassie continuerebbero pur sempre a rimanere un unico ente ..."
Approfondimenti:
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La fisica quantistica è ormai alla base di tutta la Scienza. Oggi, infatti, le proprietà dei quanti non solo spiegano il mondo atomico e subatomico ma altresì decifrano numerosi aspetti relativi all'astrofisica e alla cosmologia e recentemente interpretano anche molteplici fenomeni inerenti la biofisica, la genetica e le neuroscienze.
Nonostante ciò,
malgrado
Questo
apparente disinteresse nei confronti della Fisica Quantistica
sembra sia dovuto non tanto alla difficoltà delle sue regole (che in
verità per essere ben comprese richiederebbero una buona
conoscenza della matematica) ma piuttosto alle sue
implicazioni ideologiche così destabilizzanti da scardinare le
fondamenta su cui poggiano tutti i concetti scientifici, filosofici
ed etico-religiosi del nostro sapere. |
