L'eleganza del caso: la fisica dei quanti
Saverio Pascazio Dipartimento di Fisica
Istituto Nazionale di Fisica NucleareBari, Italy
Bari, 24 gennaio 2017
le particelle (la materia)
caratterizzate da posizione x e velocita’ v
v
x
le onde (la radiazione)
quanto piu’ la fenditura e’ stretta, tanto piu’ l’onda si allarga
“stretta” rispetto alla lunghezza d’onda
la propagazione per onde
le onde elettromagnetiche (la luce)
le onde trasverse e longitudinali
le onde trasverse e longitudinali
le onde sull’acqua
la luce
i polarizzatori
occhiali da sole e polaroid
l’esperimento della doppia fenditura
con le palline e/o i proiettili
(visto dall’alto)fisic
a classica
l’esperimento della doppia fenditura
con le onde
onde
classiche
esperimentoanalisi e “spiegazione”
interpretazione
Onde sull’acqua
l’esperimento della doppia fenditura con i quanti (elettroni)
Merli, Missiroli, Pozzi, Bologna 1974
fisica
quantistic
aTonomura (Tokyo)
il mondo quantistico
qualsiasi disegno e’ sbagliato
per ottenere le risposte giuste bisogna sommare le “ampiezze”
commento:giuste = “corrette” esperimento
amplitude =�
probability
(“interpretazione”)
amplitude =�
probability
?
la celebre funzione d’onda
le particelle (la materia)
caratterizzate da posizione x e velocita’ v
v
x
(REMINDER)
Analizziamo l’esperimento della doppia fenditura tramite la psi
amplitude = �1 + �2
probability = |�1 + �2|2
= |�1|2 + |�2|2 + 2�1�2
= p1 + p2 + 2�1�2
�= p1 + p2
esperimento
dove e’ il problema?
il problema e’ qui:per poter ottenere la figura di interferenza dobbiamo accumulare molti “eventi”, cioe’ molti “quanti”.
gli esperimenti
fotoni neutroni elettroni
il processo di “accumulazione”
Si può visualizzare il moto di un oggetto: si pensi ad un aereo che vola, o ad una palla lanciata, o ad un proiettile,o ad un acrobata sul trapezio,o ad un tuffatore.
Ma si può visualizzare un oggetto “elementare”?
Visualizzare vuol dire rappresentarne in qualche modo lo stato
Lo “stato”
Un modo di rappresentare lo “stato” quantistico (Wigner)
Rappresentazione di un altro “stato” quantistico
foro rettangolare
“sparpagliamento”
Ancora un’altra rappresentazione (non Wigner)
due fori rettangolari
Un’altra ancora
fori rettangolari
“Tertium non datur”
onda oppure corpuscolo?
Arndt, Nairz, Voss-Andreae, Keller, van der Zouw, Zeilinger, Nature 401, 680 (1999)
Intensity at the screen
No free parameters
i quanti
un quanto non e’ una semplice onda
un quanto non e’ una semplice particella
non si possono misurare contemporaneamente posizione e velocita’ di un quanto
Effetto “tunnel” in MQ