le meraviglie della meccanica quantistica

La meccanica quantistica è la teoria che spiega il comportamento del microcosmo ed in particolare di atomi e particelle nucleari. Essa nasce dall’evidenza che certi fenomeni alla luce della teoria dell’elettromagnetismo non riescono assolutamente ad essere spiegati. Quest’empasse porta allo sviluppo della teoria che può essere considerata, per la sua carica rivoluzionaria, per la sua non visualizzabilità,  come la più STRANA teoria che la mente umana abbia mai elaborato.

Perché accettare la meccanica quantistica sebbene essa sia così assurda?

• Essa è coerente da un punto di vista matematico.
• Inoltre, cosa assai importante, concorda in maniera stupefacente con gli esperimenti. Infatti, da quando nasce, agli inizi degli anni venti, non c’è stato un solo esperimento che non sia stato in accordo con una precisione strabiliante con la meccanica quantistica!
• Ed allora perché quest’idiosincrasia nei confronti della teoria?

Perché è introdotto il concetto di probabilità che fa a pugni con il determinismo della fisica classica. La probabilità è sempre stata vista in fisica classica, come il risultato della non completa conoscenza dello stato del sistema; in meccanica quantistica è introdotta a livello profondo, a prescindere dalla conoscenza dello stato del sistema.

Einstein l’ha sempre rifiutata, egli asseriva: la probabilità è entrata nella fisica per lo stesso motivo per cui entra nei casinò, vale a dire l’incompletezza dei dati a disposizione, la non completa conoscenza dei fatti..

Può darsi che la nostra frustrazione nasca dal fatto che l’universo a livello microscopico si comporti in modo così assurdo che la mente umana, evolutasi per concepire la realtà macroscopica, non sia in grado di capire!

Gli esperimenti con le doppie fenditure ed i cristalli birifrangenti danno risultati paradossali!

La quantistica afferma che ad ogni particella subatomica è possibile associare un’onda la cui lunghezza è λ = h/mv.

Ma che cosa sia quest’onda è un mistero.

Born  ha teorizzato che questa sia un’onda di probabilità. Ovvero laddove l’ampiezza di quest’onda (invero il quadrato dell’ampiezza) è più grande, maggiore è la probabilità di trovare l’elettrone in quel punto.

Questo mette in discussione il concetto di realtà, giacché quest’ultima è correlata all’osservazione e non è considerata un elemento oggettivo del mondo fisico. La fuori non c’è qualcosa, a livello microscopico, quel qualcosa esiste se noi lo osserviamo!

Resta solo da determinare matematicamente la forma ed il comportamento dell’onda di probabilità e vedere se tutto concorda con gli esperimenti.

De Broglie e Schrodinger trovano l’equazione che governa FORMA e COMPORTAMENTO  dell’onda di probabilità e la chiamano FUNZIONE D’ONDA.

A livello intuitivo non si capisce molto! Non c’è un paradigma concettuale che permetta di visualizzare la teoria. C’è solo il formalismo matematico che fa da contro altare all’intolleranza della Teoria.

Nell’esperimento con le due fenditure, la figura d’interferenza evidenzia la sovrapposizione di qualcosa!

Il qualcosa è l’onda di probabilità, giacché essa vede entrambe le fenditure!

Nell’esperimento si evidenzia un altro rompicapo! Com’è possibile che un gruppo di fotoni che si succedono nel tempo si mettano d’accordo a formare la figura d’interfernza?

Fotoni che passano quando è aperta una sola fenditura non passano all’apertura dell’altra! L’altra fenditura come influenza i fotoni?

Principio di HEISENBERG:

∆x∆v = h/m

m∆v = h / ∆x   moltiplico tutto per ½

½ m∆v = h/2∆x         ma ∆x è uguale a ∆v∆t   è quindi:

½ m∆v² = h/2∆t             con ½ m∆v² = energia cinetica della particella

∆E = h/2∆t

Questa relazione, diretta conseguenza del principio d’indeterminazione di Heisenberg, afferma, che una particella può variare la sua energia anche di molto se la restituisce in un intervallo di tempo molto breve! Ecco perché esiste “l’effetto Tunnel”. Una particella in teoria non può superare un ostacolo perché non possiede una sufficiente energia, ma nulla vieta, in una remota probabilità, che essa prenda a prestito tale energia nell’istante opportuno, e superi l’ostacolo!