La meccanica quantistica spiegata a Oliver. Quinta (e ultima) passeggiata: cani da guardia dietro le fenditure

(Leggi la prima, la seconda, la terza e la quarta passeggiata)

Oliver di tanto in tanto mi guarda ancora in cagnesco.

Ovvio, direte voi, Oliver è un cane. Certo, ma c'è cagnesco e cagnesco. E da quando gli ho raccontato degli elettroni lanciati contro lo schermo con le due fenditure, quelli che producono figure di interferenza come se avessero un comportamento ondulatorio, Oliver ha tirato fuori un cagnesco tutto particolare - immancabilmente associato a un lamento sommesso - che esibisce tutte le volte che passiamo vicino alla palizzata.

Sebbene negli ultimi tempi abbia deliberatamente evitato di tornare sulla questione, lo sento di tanto un tanto masticare tra i denti cose del tipo: "Certo, come no! Elettroni si muovono verso le fenditure come fossero un’onda, che passano un po' da una fenditura e un po' dall'altra, che interferiscono con se stessi! E poi però finiscono per rimaterializzarsi come particelle, in un punto preciso sullo schermo. Grunf. Io non la bevo! Devono passare da una delle due fenditure, o dall'altra! Basterebbe mettersi a controllare". In queste occasioni quelli intorno a noi sentono solo un mesto "Rrrr... uof uof grrr uarg uof" e pensano che Oliver abbia annusato una pernice, ma io so che cosa veramente lo rende inquieto. E come non dargli ragione? Tutto sembra così assurdo.

Oggi però siamo di nuovo soli, e posso finalmente tornare alla carica. Al primo "Rrrr uof uof grrr uarg uof" lo smaschero: "Dì la verità, sei ancora a rimuginare sugli elettroni, vero? E continui a chiederti che cosa succederebbe se potessimo mettere un cane da guardia appostato dietro ogni fenditura, a verificare da che parte passano gli elettroni?" "Uoff..." "Beh, allora facciamolo!". Oliver mi guarda meno in cagnesco. O meglio, con un cagnesco diverso, di quello del tipo tu-tira-quello-che-hai-in-mano-che-io-corro-ma-non-aspettare-troppo-che-mi distraggo. E io tiro.

Ricapitoliamo: tu adesso sei un cane microscopico, e stai seduto di fianco al cannoncino che spara gli elettroni contro lo schermo con le fenditure. Sei li e controlli che gli elettroni vengano sparati lentamente, uno non prima che il precedente abbia raggiunto lo schermo. Che cosa vedi?

"Auuuu", guaisce Oliver "gli elettroni colpiscono lo schermo uno a uno come palline, ma se ne sparo parecchi la figura complessiva mostra delle frange d'interferenza, e mi hai già convinto che non si tratta di un elettrone che interferisce con un altro, perché ho controllato bene e ne vola sempre e solo uno alla volta. Ne abbiamo già dedotto - e io ho ancora mal di testa - che l'elettrone singolo si comporta come un'onda, in qualche modo passa un po' da una fenditura e un po' dall'altra, e la sua posizione finale sullo schermo è il risultato dell'interferenza di quanto sia passato dall'una o dall'altra". Bravo, quasi perfetto.

Adesso, visto che non hai avuto problemi a immaginarti microscopico a fianco del cannone degli elettroni, perché non fai uno sforzo in più, ti triplichi e mandi le tue copie a piazzarsi a presidiare le fenditure? Detto, fatto.

"Questo è passato di qui", "Questo è passato di qua" fanno soddisfatti gli Oliver di guardia. "Ah! Ma allora vedi che in effetti gli elettroni passano da una parte o dall'altra!" mi fa tronfio l'Oliver di guardia al cannone. Ah si? E cosa c'è sullo schermo? "Uarf! Ma dov'è la figura d'interferenza? Se mi metto a guardare dove passano gli elettroni... sparisce! E rimane una banale distribuzione di punti dietro le fenditure. Come fossero banali particelle!". Oliver è annichilito: "È un trucco!". No, ti giuro di no. Se nell'esperimento delle due fenditure mettiamo dei rivelatori a dirci da che parte passano gli elettroni, la figura d'interferenza sullo schermo sparisce. "Come sarebbe a dire? Elettroni come onde fino a quando non guardiamo, e ritornano palline appena buttiamo un occhio?"

Ci hai preso, e sei andato a mettere i denti sull'osso più duro della meccanica quantistica. Che cosa vuol dire vedere qualcosa? In sostenza, interagire con questa cosa, luce o elettrone che sia. La meccanica quantistica ci rivela che l'atto di guardare o di misurare non è neutro, e che l'osservatore interagisce con il sistema che osserva, in certe occasioni (per esempio in ambito microscopico) modificandone radicalmente le proprietà.

"E le onde? E le particelle? Cos'è allora la materia?". Oliver, qui si entra nel campo delle interpretazioni delle formule matematiche che permettono di descrivere questa realtà così bizzarra. Mi limiterò dunque a dirti quello che la maggior parte dei fisici pensa sia la versione corretta della cose. Poco fa, ripetendo la lezione, di un elettrone dicevi "la sua posizione finale sullo schermo è il risultato dell'interferenza di quanto sia passato dall'una o dall'altra". Un fisico direbbe piuttosto che a ogni elettrone è associata un'onda, e quest'onda misura la probabilità che l'elettrone passi da una fenditura o da un'altra. Da quale parte passa? Dipende. Una probabilità resta tale fino a quando non vado a verificarla, e così se non piazzo un rivelatore alle fenditure, la questione di quale sia la traiettoria fino a quando non avviene una verifica, che nel nostro caso è la rivelazione della posizione sullo schermo dietro le fenditure. Nel mezzo le diverse probabilità di passaggio restano possibili, e il risultato finale (la posizione sullo schermo) è - ben paradossalmente, lo ammetto - legato all'interferenza delle strade possibili.

Oliver è stremato. Rimpicciolirsi e triplicarsi non è già impresa facile, ma accettare un mondo regolato da probabilità piuttosto che da certezze è impresa ancora più ardua. "Dunque tu dici che il punto non è tanto distinguere tra onda e particella, ma tra una condizione in cui diversi stati sono possibili - sebbene con probabilità diverse - e una in cui uno stato specifico viene scelto dall'atto di misurare (o interagire). E che questa danza tra una condizione di sovrapposizione di possibilità - che descriviamo come un'onda - e la scelta di una possibilità specifica - che riconosciamo come una particella - è come funziona il mondo."

Si, dico più o meno qualcosa del genere. È strano e contrario al senso comune, ma è l'unico approccio che riesce per descrivere le interazioni microscopiche. E, prima che tu me lo chieda: a livello macroscopico le cose si semplificano, perché su grandi scale le diverse probabilità si assottigliano, e la condizione più probabile sembra venire scelta sempre, dandoci l'illusione di un determinismo totale. "Vuoi dire che la probabilità che io abbia il mio biscotto a fine passeggiata rimane del 100%?" chiede Oliver, questa volta inquieto per ragioni ben più mondane. "Non preoccuparti, nessun fenomeno di interferenza ostacolerà la tua proverbiale golosità". "Slurp" sbava Oliver. E dalla funzione d'onda che descrive gli stati possibili del biscotto nella mia mano, l'universo sceglie senza esitazioni quello in cui il biscotto finisce dritto nella bocca del mio cane.

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94 Commenti

  1. Stefano
    Pubblicato il 31 gennaio 2011 alle 14:23 | Permalink

    Complimenti davvero Marco! 🙂 Contento di leggere l'ultima parte del racconto. Spero che ci saranno anche altre occasioni! 😉

  2. valerio
    Pubblicato il 31 gennaio 2011 alle 14:51 | Permalink

    ..mi sarei aspettato una citazione sul gatto di Schrödinger... ed immagino che Oliver l'avrebbe gradita...
    Grazie e complimenti!

  3. GIGI
    Pubblicato il 31 gennaio 2011 alle 17:34 | Permalink

    Marco, sei un poeta! L'immagine del mondo che turbina in un valzer di onde e particelle è stupenda. Un'immensa sala viennese, infinite coppie che vorticano, ma in ogni istante puoi vedere solo una dama o un cavaliere. Be', quasi...
    Oliver poi è un gran cane, vorrei vedere la sua collega dello stato di New York (la Emmy di Chad Orzel) convincersi a rimpicciolirsi a livello sub atomico e a triplicarsi! Si spiega perché Tevatron l'hanno chiuso! 🙂

  4. Max
    Pubblicato il 31 gennaio 2011 alle 21:03 | Permalink

    Rrrr… uof uof grrr uarg uof !!!

    Io insisto nella mia (abominevole) idea di tentare l' esperimento con palline macroscopiche inserite in un fluido più o meno viscoso....
    Sarebbe interessante vedere in che modo il fluido influenzato da una particella modifichi il comportamento della successiva.

    Tutto ciò mi sembra un prender atto di qualcosa che non si è afferrato a fondo.... Un po' come quando i "veci" pensavano che lasciando degli stracci bagnati e sporchi di farina si generassero i topi da essi.

    Marco... So che nell' "indice delle bufale" hai messo proprio "quelli che dicono che manca un meccanismo" (vado a memoria, eh!), ma qui mi sembra proprio che manchi il meccanismo!

    Quando verrà fuori un "qualcosa" (alias meccanismo....) che mi mette in relazione particelle, spazio ed eventuale osservatore mi convincero' ! Che so... l' etere riveduto e corretto, una qualche dimensione in più....

    Ciao

    Max

  5. Pubblicato il 31 gennaio 2011 alle 21:35 | Permalink

    Max, ci sono state occasioni in cui sei stato più convincente, sai? 🙂

  6. Max
    Pubblicato il 31 gennaio 2011 alle 21:42 | Permalink

    Che pretendi a quest' ora ? Sono fuso ! 🙂
    Poi i discorsi profondi si fanno complicatini.....

    Max

  7. Pubblicato il 31 gennaio 2011 alle 21:48 | Permalink

    "Ci hai preso, e sei andato a mettere i denti sull’osso più duro della meccanica quantistica. Che cosa vuol dire vedere qualcosa? In sostanza, interagire con questa cosa, luce o elettrone che sia. La meccanica quantistica ci rivela che l’atto di guardare o di misurare non è neutro, e che l’osservatore interagisce con il sistema che osserva, in certe occasioni (per esempio in ambito microscopico) modificandone radicalmente le proprietà."

    La prossima volta che faccio un corso sul foro stenopeico ne la rivendo!

  8. Stephan
    Pubblicato il 1 febbraio 2011 alle 01:48 | Permalink

    Che bello, un'altra passeggiata ! Grazie Marco.
    stupendo il gioco delle immagini con la foto di Oliver 😀

  9. Marco Muroni
    Pubblicato il 1 febbraio 2011 alle 09:34 | Permalink

    Ciao Marco,
    giusto per avere un ordine di grandezza, spannometricamente, quanto influisce l'osservazione di un elettrone, per mezzo di fotoni(?) sulla traiettoria o velocità dello stesso?

    ....e nel caso di un atomo ?

    La questione dietro alla domanda è ovviamente ben visibile...

    L'atto di osservazione determina la scomparsa della figura di interferenza; quindi questo dovrebbe valere per tutto ciò di cui, noi, non possiamo avere un' esperienza diretta.

    Sono mai stati fatti esperimenti nei quali vengono "osservati" solo alcuni elettroni ( o anche solo 1 ) e non tutti ?

    Ciao

    Marco

  10. Max
    Pubblicato il 1 febbraio 2011 alle 10:01 | Permalink

    @Marco : visto che oggi sono più sveglio (credo 🙂 ) cerco di essere anche più convincente :

    Supponiamo che il vuoto sia un mezzo reale, e non, appunto, solo "vuoto". Il che tutto sommato mi pare anche abbastanza ragionevole, visto che è dotato di parametri ben definiti che sono permeabilità magnetica e permettività elettrica. Si, il famigerato etere 🙂
    La particella, che potrebbe essere proprio SOLO una particella puntuale, propagandosi nel mezzo lo perturba creando delle onde che viaggiano più o meno insieme alla particella.
    Le stesse onde, disturbate dall'apparecchio di misura, dalle pareti, dalle FESSURE, subiscono delle "deformazioni" che si ripercuotono sulla particella stessa. Sono queste onde che passano DA ENTRAMBE le fessure, subendo l' interferenza e, dopo averla subita, influiscono sul percorso della particella stessa modificandone la probabilità nello spazio.
    Non pare una spiegazione più coerente di una fantomatica "sovrapposizione di stati finchè non avviene la misura" ???

    Ciao

    Max

  11. Max
    Pubblicato il 1 febbraio 2011 alle 10:03 | Permalink

    p.s.: è proprio per questo che mi piacerebbe vedere l' esperimento ripetuto in scala macroscopica, studiando accuratamente i parametri delle "particelle" e del mezzo di propagazione.....

  12. Pubblicato il 1 febbraio 2011 alle 12:54 | Permalink

    @Marco: spannometricamente non posso risponderti, perché ovviamente la cosa dipende sia dall'energia del fotone che usi come probe, che dalle caratteristiche dell'elettrone che vuoi rilevare. Quanto alla seconda domanda, non sono sicuro di capire: che cosa vuol dire "osservati solo alcuni elettroni e non tutti"? Che piazzi (o accendi) i rivelatori alle fenditure solo a un momento definito? Beh, se è questo il caso, avrai la sovrapposizione di una parte di figura di interferenza e una distribuzione normale. Non che ci sia da imparare molto, però...

    @Max: ammesso che uno si metta a fare l'esperimento che proponi, che cosa ne potremmo imparare se non un po' (ben complessa) fluidodinamica? Da qui a estendere a mondo microscopico ce ne passa! E occhio, sono proprio queste "estensioni" che storicamente ci hanno mandato fuori strada. Ma in ogni caso lo so dove vuoi andare a parare: ti piace l'interpretazione dell'"onda pilota" della MQ, e me la tiri fuori ogni volta. Va bene, ho capito, è persino lecito. Ma se vai a studiarti un po' i dettagli, scoprirai che non c'è nessun contenuto fisico aggiuntivo, ergo anche volendo e potendo sposare questa interpretazione, non impariamo molto di più del mondo. Perché, come ho già avuto modo di ripeterti più volte, c'è una bella differenza tra i nostri costrutti che usiamo per modellizare il reale e il reale stesso (ammesso che esista!).

  13. Max
    Pubblicato il 1 febbraio 2011 alle 13:36 | Permalink

    @Marco : mah, intanto, l' analogia fluidodinamica potrebbe essere non troppo fuorviante.... Anche perchè, se è vero che a volte le analogie han portato fuori strada, secondo me ben più spesso hanno portato a qualche risultato positivo.
    Mi dici che non impareremmo nulla di più.... scherzi ? 🙂
    Già il solo fatto di CAPIRE il meccanismo di fondo (ok, il mio indice bufalesco è in aumento, lo so....) sarebbe un'enorme passo avanti.
    Sorvolando sugli aspetti metafisici (il reale esiste ? esistiamo ? o, come dice qualcuno, siamo il sogno di qualcun'altro ?), credo ci sia una differenza abissale tra l'osservare un fenomeno, anche descrivendone matematicamente il comportamento, e capire cosa lo causa. Il dire che un sistema si trova in "una sovrapposizione di stati probabilistici" non mi dice un bel tubero sulla sua intima costituzione nè sul suo funzionamento.
    E' vero, forse (e dico forse...) dall' atto pratico ci basta trovare una descrizione matematica che ci permette entro certi limiti di studiare il sistema e prevederne la sua evoluzione... ma ci basta ? A me, no.
    Gli antichi avevano trovato mirabolanti meccanismi per spiegare le orbite dei pianeti partendo da un idea geocentrica, e questi meccanismi si complicavano esponenzialmente man mano che venivano eseguite nuove osservazioni.... e quelli, più o meno giustamente, cercavano di infilare a martellate la convinzione iniziale che la terra fosse al centro di tutto adattandovi e complicando le relazioni matematiche che gestivano il tutto.
    Ora, noi abbiamo un modello, abbastanza complesso, a parer mio (rispetto alla RG, enormemente complesso....) che ci spiega PARZIALMENTE il funzionamento della natura. Dico parzialmente perchè secondo me di risposte ne mancano davvero tante. E, la mia impressione da profano, è che si cerchi di infilare a forza tutto per farlo combaciare con quel modello, proprio come si fece in passato con i movimenti planetari.
    Appaioni gli infiniti ? li rinormalizziamo et voilà, il gioco e' fatto. Peccato che così si introducono una selva di costanti sperimentali...
    La massa dell'universo visibile è una piccolissima parte di quella che verrebbe fuori dai calcoli ? Fa nulla, il modello all'atto pratico funzia bene.
    La gravità e la RG sono incompatibili con il MS ? fa nulla, ognuno funzia benissimo nel suo campo, quindi sono per forza validi tutti e 2 (sigh).
    Sto volutamente esagerando, ma effettivamente trovo che nella fisica attuale ci sua una buona dose di "conservazione".

    Cmq, semmaii verrà fuori questo benedetto bosone di Higgs, mi cospargerò il capo di cenere e mi inchinerò al MS 🙂

    Ciao

    Max

  14. Pubblicato il 1 febbraio 2011 alle 14:38 | Permalink

    Max, come già in altre occasioni nel passato stai (deliberatamente?) mescolando la MQ (che è un framework teorico piuttosto vasto, che si usa in una sua qualche incarnazione per descrivere tanto le particelle elementari che - per dire - i superconduttori) con il Modello Standard (che è una ben precisa collezione di teorie quantistiche dei campi orientata alla descrizione delle interazioni delle particelle elementari). Il fatto che il secondo sua incompleto e limitato non ci dice niente della prima, e fino a quando non farai lo sforzo di uscire da questo buco in cui ti infilato tutto da solo non andremo da nessuna parte. Se la MQ ha delle limitazioni, non sono in quello che lamenti qui.

  15. Max
    Pubblicato il 1 febbraio 2011 alle 15:36 | Permalink

    Deliberatamente 🙂
    Cmq, il MS, a meno di una mia cantonata spaziale, è figlio della MQ in tutto e per tutto.
    Se e' vero che le "pecche" del MS non significano per forza pecche della MQ, l' opposto secondo me è verissimo....
    Sopra parlavo, principalmente, dei miei "soliti" dubbi sull' interpretazione della doppia fenditura; il resto era più che altro provocatorio, per mettere in evidenza quelli che secondo me sono i limiti dell' approccio attuale alla fisica in generale.
    Per me, la "sovrapposizione di stati eccetera eccetera" è un limite eccome, ed è un limite della MQ.

    Ciao

    Max

  16. Pubblicato il 1 febbraio 2011 alle 23:26 | Permalink

    Bof. Il tuo sillogismo (MS cattivo, MS è basato su MQ, dunque MQ cattiva) è fallace sotto molti punti di vista, dal presupposto (MS cattivo? È una teoria "efficace" buona in certi regimi energetici. Embè?) al legame causale inverso (Max è cattivo, Max è un uomo, gli uomini sono cattivi?). Ma al di la di questo, pecca di presunzione rispetto alle pecche della MQ: che ha punti deboli e difficoltà interpretative, ma nel tuo attacco mi sembra che tu manchi entrambi preferendo uno sprezzante giudizio che sembra solo estetico. Peccato, la discussione potrebbe essere più interessante.

  17. Stephan
    Pubblicato il 2 febbraio 2011 alle 02:10 | Permalink

    io da profano dico che il MS ha già fatto delle previsioni da paura che poi sono state verificate, quindi tanto male non funziona 😀
    sicuramente come dicevi tu Marco, alla fine ce lo terremo un po' come la legge di Newton, ristretta a un campo preciso di grandezze, ma rimpiazzarlo completamente con qualcos'altro mi sembra quantomeno improbabile...

  18. Marco Muroni
    Pubblicato il 2 febbraio 2011 alle 09:10 | Permalink

    Si Marco, intendevo dire proprio ciò che hai detto;

    sò che la domanda può (o è) essere banale, però volevo appunto sapere se era stato fatto qualcosa del genere (magari qualcosa di molto più complesso) e se i risultati ottenuti confermano ciò a cui porta il buon senso: cioè che si sovrappongano figura di interferenza e figura "normale"; oppure se si fossero verificate altre stranezze.

    Però scusa Marco, se invece di osservare da quale fenditura passano gli elettroni mi limito a osservare "SE" escono dal cannoncino uno alla volta e/o guardo se escono dopo le fenditure (ma non guardando il passaggio dalle fenditure stesse) cosa accade?

    Rimane la figura di interferenza?

    Ciao

  19. Pubblicato il 2 febbraio 2011 alle 10:16 | Permalink

    Non vedo una differenza fondamentale tra il mettere un rivelatore alla fenditura o subito dopo: resta il fatto che lo starò dell'elettrone verrà perturbato dall'interazione con il rivelatore (magari in modo lievemente diverso), e l'effetto sulla "traiettoria" sarà visibile sulla distribuzione finale dei punti di impatto sullo schermo.

  20. Marco Muroni
    Pubblicato il 2 febbraio 2011 alle 10:50 | Permalink

    Forse ho spiegato male,
    chiedevo se è stato fatto l'esperimento di osservare, solo, se gli elettroni ci sono prima delle fenditure e/o dopo (quindi senza sapere da quale fenditura è passato) e se in questo caso la figura di interferenza si manifesta comunque .

    Sò che in questo caso andiamo a perturbare gli elettroni come nel caso in cui volessimo sapere da quale fenditura passano,
    ma il risultato potrebbe essere diverso.

  21. Pubblicato il 2 febbraio 2011 alle 11:03 | Permalink

    Cosa vuol dire "verificare se ci sono"? Puoi mettere un rivelatore prossimo al cannone (cosa che fai per esempio se vuoi essere sicuro che parta un solo elettrone per volta), e lo schermo stesso ti conferma se un elettrone è arrivato (se lo schermo è attivo - non una lastra fotografica - puoi mettere un rivelatore di coincidenza con quello del cannoncino. Ma non capisco il vantaggio: una parte degli elettroni che spari non passa comunque al di la del primo schermo con le fenditure!

  22. Max
    Pubblicato il 2 febbraio 2011 alle 14:50 | Permalink

    @Marco, semmai il sillogismo e' :
    MQ e' cattiva, MS e' basato su MQ, quindi MS e' cattivo (gli uomino sono cattivi, Max e' un uomo, Max e' cattivo....), la cosa non e' reversibile 🙂

    Cmq, a parte il MS, sul quale si sa (ne abbiamo già parlato) che presenta delle manchevolezze palesi pur essendo uno strumento utilissimo, qui credo sia più interessante la MQ in generale e le 2 fenditure in particolare che, come ormai avrai capito (!! 🙂 ) è una cosa che mi ha sempre fatto pensare parecchio.

    Non ne faccio un fatto di principio, sento sempre ripetere la frase che "il microscopico è antiintuitivo, quindi bisogna crederci e basta", e purtroppo non è un discorso che mi sfagioli molto.
    Dell' "onda pilota" ne ho sentito parlare da te, dopo che ti avevo parlato della mia idea di interpretazione (che appunto, guarda caso, era proprio quella). Non è che se ne parli molto, devi ammetterlo.... se ne trova qualche accenno solo sapendo cosa cercare. Perchè ?
    Ci sono prove a sfavore di quell'ipotesi ? C'e' modo di provarla o confutarla ? Ho capito che parlare di una sovrapposizione di stati che collassano durante l' osservazione può far comodo matematicamente, e che magari il fatto che ci sia l' "onda pilota" dal lato pratico non cambierebbe un granchè, ma... non credi anche tu che saperlo sarebbe un passo avanti, e anche bello grosso ?

    Tornando all' interferenza e all' analogia fluidodinamica, posso immaginare che utilizzando un fluido meno denso/viscoso la sua influenza sulle "particelle" diminuirebbe e, all' inverso, utilizzando a parità di fluido delle "particelle" più massive e meno "ingombranti" queste risentirebbero meno dell' influenza del fluido. Anche questo si potrebbe relazionare col fatto che l' interferenza diminuisce con l' aumentare della massa delle particelle, pur essendo presente anche per "particelle" molto massive quali i fullereni.

    Ciao

    Max

  23. Pubblicato il 2 febbraio 2011 alle 23:17 | Permalink

    Comunque, secondo me Oliver è seccato soprattutto di diventare microscopico 😛

  24. marco
    Pubblicato il 2 febbraio 2011 alle 23:18 | Permalink

    Ciao marco. Complimenti vari (e rituali, ma nondimeno sentiti!) per il pezzo, sempre molto chiaro.

    Domandina (io la vedo in modo classico, poi dimmi tu se l'analogia non ha senso di esistere): se il problema dell'interferenza (intesa come interazione per "vedere" le onde/particelle dette "elettroni") e`, in pratica, il terzo principio di galileo, in un ipotetico mondo ove non sussistesse il suddetto principio si potrebbe "vedere" la particella senza che l'osservazione (=misura) possa interferire con il comportamento (cioe`: situazione senza misurazioni = situazione con misurazione)?

    Lo so, e` un'idea puramente speculativa (nel senso piu` becero del termine), ma facendola tendere al reale (cioe` rivelando il passaggio degli elettroni con mezzi sempre meno "disturbanti") si avrebbe un miglioramento? Cioe`, come detto da max, le righe di interferenza comincerebbero a ricomparire intatte o anche solo a manifestarsi in piccola parte (cioe`, dal punto di vista macroscopico, le righe ci sarebbero, ma meno marcate)?

    P.S.: io penso sempre al bremsstrahlung: se gli elettroni "decidessero" di sterzare e sparare fotoni (sempre nel mondo "bacato", si intende) si potrebbe immaginare qualcosa per rivelarli e capire cosa hanno fatto, senza rompergli le balle. Tornando al limite fisico, per fare un esempio: magneti sempre piu` piccoli creerebbero righe di interferenza sempre piu` marcate?

    spero di non aver scritto troppe baggianate, e di non esser stato troppo tedioso...

    ciao

  25. Pubblicato il 2 febbraio 2011 alle 23:39 | Permalink

    @Max: purtroppo anche la realtà macroscopica è spesso controintuitiva, semplicemente noi tendiamo a ignorare le informazioni che contrastano con la visione del mondo che ci siamo fatti. Per dire, che facciamo con l'acqua che aumenta di volume al congelamento? In una visione "intuitiva" non ci sta molto. L'onda pilota richiederebbe una discussione chilometrica, dunque per il momento passo. Diciamo solo che, per ripristinare il determinismo della teoria, devi introdurre una "variabile nascosta". Lo scambio è un vantaggio rispetto a quanto puoi dire del mondo? Non sono sicuro.

    @Marco: non c'è bisogno di scomodare Galileo, puoi chiamarlo "principio di indeterminazione di Heisemberg". Per carità certamente immaginare un mondo che non ne sia soggetto, ma le conseguenze vanno ben al di là delle figure di interferenza dietro le fenditure. Per esempio, gli elettroni collasserebbero sui nuclei, e dunque niente atomi, niente molecole, niente... In questo senso, gli esperimenti mentali vanno bene, però occhio a che non siano troppo parziali! 🙂

  26. Max
    Pubblicato il 3 febbraio 2011 alle 00:57 | Permalink

    Però per l' aumento di volume dell' acqua una spiegazione, anzi un meccanismo ( 🙂 ) c'e' !

    E, visto che hai accennato alla stabilità degli orbitali atomici... ti propongo un' interpretazione alternativa : immagina l' "onda pilota", o comunque un' onda di un qualche tipo (tirerei in ballo un'ipotetica distorsione dello spazio-tempo) che viaggia con l' elettrone. Ora, immaginiamo l' elettrone che inizia a ruotare intorno al nucleo, portandosi dietro la sua bella onda. Questa ad un certo punto entrerà in risonanza, stabilizzandosi CON UN NUMERO INTERO di "creste e valli" intorno al nucleo, più o meno come un diapason che si stabilizza su un'armonica del suono che lo fa vibrare. Stabilendo una determinata lunghezza d' onda, questo numero intero corrisponderebbe ad una distanza ben precisa dal nucleo... più distante dal nucleo, più creste, ma sempre in numero intero, quindi distanze quantizzate. Ovviamente ci sarebbe un numero minimo per motivi geometrici di queste creste, che corrisponderebbe all' energia minima e indi all' orbitale più vicino al nucleo.

    Ciao

    Max

  27. Marco Muroni
    Pubblicato il 3 febbraio 2011 alle 08:50 | Permalink

    Ciao Marco,
    scusa se forse riempo il blog con domande poco esplicative e forse inutili, però cerco di spiegarmi meglio;

    Parto dall'esperimento "strano" che è un dato di fatto; che chiamerò caso "1".

    La domanda scaturita nel momento della visione delle figure di interferenza nonostante venissero sparati elettroni è stata: da quale fenditura passano gli elettroni?
    Per verificare la risposta sono stati introdotti dei rilevatori che osservano da quale delle due fenditure passano gli elettroni.
    In questo modo il risultato è la scomparsa della figura di interferenza.

    Nel caso ("2"), proposto invece dal mio precedente commento, la domanda è:
    Se invece di voler stabilire da quale fenditura passano gli elettroni, voglio sapere se escono dal cannoncino (quindi mettendo un rilevatore esterno al cannoncino stesso) e/o voglio sapere se hanno superato le fenditure (e qui metto un altro rilevatore PRIMA dello schermo sul quale vanno a scontrarsi), ma non da quale sono passati?

    Questa domanda, mi porta a giungere a due possibili conclusioni che provo a descrivere:

    1. Se la figura di interferenza appare comunque , significa che non è la perturbazione subita dall'elettrone a causa dell'osservazione a portare alla scomparsa della figura di interferenza e pertanto questa considerazione deve essere valida anche per il caso "1" .

    2. Se la figura di interferenza scompare, significa che effettivamente basta un osservazione qualunque per trasformare un' onda di probabilità in "oggetto" pertanto lo stupore o stranezza non esiste semplicemente perchè è così che funziona; un concetto astratto puramente matematico che si "materializza" nel momento in cui si cerca di osservarne la natura spazio-temporale.

    Non sò perchè ma credo che la risposta alla domanda che ti ho posto è la N°1 (e spero di sbagliarmi);
    In questo caso vorrebbe dire che è come se l'elettrone cambiasse la sua natura a seconda del fatto che venga osservato in un dato momento (corpuscolo) o meno (onda di probabilità):

    il cannone spara (corpuscolo)--->l'elettrone viaggia dal cannonne fino in prossimità del rilevatore (onda di probabilità)--->un rilevatore osserva (corpuscolo)---->l'elettrone viaggia dal
    rilevatore passando poi le fenditure senza rilevatore (onda di probabilità)---->il rilevatore osserva (corpuscolo) ---->l'elettrone viaggia dal rilevatore fino in prossimità dello schermo (onda di probabilità)---->infine va a sbattere sullo schermo (corpuscolo). Risultato figura di interferenza.

    La ricerca del perchè non credo che debba essere abbandonata o più elegantemente spiegata con il discorso della perturbazione subita dagli elettroni (o atomi);
    se da una parte il fenomeno è chiaramente controintuitivo, le domande senza risposte che sorgono da questo comportamento della materia sono importanti per la ricerca della natura più profonda.... che sembra, però, sfuggire.

    Probabilmente queste considerazioni le avevano già fatte qualche minuto dopo aver analizzato i risultati dei vari esperimenti un secolo fà...

    ma come ben sai la sete è una brutta cosa.....e credo di essermi disidratato da tempo....

    Scusa se mi sono dilungato,

    Marco

  28. emilio
    Pubblicato il 3 febbraio 2011 alle 19:55 | Permalink

    quando quello l'ha diceva.. dio non gioca a dadi con l'universo ..si riferiva a queste cose?

    fantastico se non ci fossi dovremmo invertati...sei grande

    ciao e buon lavoro

  29. marco
    Pubblicato il 3 febbraio 2011 alle 22:29 | Permalink

    Forse mi sono espresso male... o forse mi sfugge qualcosa...

    Io intendevo l'esperimento concettuale seguente:
    gli elettroni li rilevo mettendo, in ogni fenditura, un polo magnetico (polo nord a dx e sud a sx, per esempio): l'elettrone, se passa, viene deviato dalla forza di lorenz, tirando fuori un fotone che io rilevo in qualche modo.

    Se riesco a rivelare il fotone, so da dove e` passato l'elettrone (sistemo i rivelatori di fotoni in maniera tale da capire da dove venga il fotone, e dunque entro quale fenditura e` passato il benedetto elettrone).

    Ora, la mia domanda e`: se diminuisco il campo magnetico nei dintorni della fenditura (tendendo a zero, pero`, per l'appunto, senza mai raggiungerlo, supponendo sempre di essere in grado di rivelare un fotone di energia epsilon tendente a zero), ottengo una ricomparsa, sebbene parziale (del tipo: alcuni fotoni li "vedo passare", dunque si sono comportati da particella, mentre altri no, dunque si sono comportati da onda) delle figure di interferenza?

    In altre parole: dato che l'osservazione (=misurazione) "distrugge" il comportamento (=manifestazione macroscopica) da onda (facendo collassare la funzione di probabilita` di passaggio da una delle due fenditure ad un unico valore, in stile gatto di Schrödinger), questo modo di interferenza della misura e` sempre discreto (cioe` si`/no) o continuo (0÷100%)? Magari qualcuno si comporta in un modo (non la rivelo: "si e` comportato" da onda) e qualcuno in un altro (la rivelo: "si e` comportato" da particella)... non so... nel secondo caso le figure di interferenza sarebbero, come dire, "sfocate" rispetto alla situazione "assenza rivelatori". Se fosse cosi` allora le figure di interferenza dovrebbero esserci, almeno un minimo, anche coi rivelatori; viceversa riuscendo a "disturbare" il meno possibile gli elettroni si avrebbero figure di interferenza sempre piu` marcate.

    P.S.: non sto cercando di confutare la MQ (e ci mancherebbe altro...), sto solo cercando di confondermi ancora di piu` le idee.

    Ciao (e grazie per la pazienza)!

  30. Max
    Pubblicato il 3 febbraio 2011 alle 23:52 | Permalink

    @Marco bis : c'e' un'esperimento (se ben ricordo... di non facile comprensione) in cui veniva provato che, in parole povere, l' interferenza svaniva gradatamente con la "certezza" del passaggio degli elettroni.
    In sintesi, se con l' esperimento riesci ad avere non la certezza ma la probabilità più o meno statisticamente elevata di DOVE passano gli elettroni, l' effetto di interferenza tende a svanire con l' aumento di questa probabilità.
    Non so poi quanto questo significhi, visto che conoscere la probabilità del passaggio degli elettroni (e non la certezza) corrisponde probabilmente a disturbarne solo alcuni mentre gli altri vanno a interferire.

    Ciao

    Max

  31. Pubblicato il 4 febbraio 2011 alle 03:47 | Permalink

    @Max: puoi costruire una spiegazione qualunque per la quantizzazione degli orbitali atomici (la tua sembra un miscuglio tra gli orbitali di Bohr e un paio di azzardi fantascientifici - una "distorsione dello spazio tempo"?). Il punto critico rimane: la tua spiegazione è predittiva? Se non lo è, o non lo è di più di una teoria esistente, allora serve ben a poco!

  32. Pubblicato il 4 febbraio 2011 alle 03:56 | Permalink

    @Marco: temo proprio che la risposta sia la numero 1. Il "cambiamento di natura" che tanto ti preoccupa non è così drammatico se accetti di abbandonare il paradigma classico che permea il tuo ragionamento. Un elettrone non è a volte una particella (più o meno classica) e altra volte un'onda di probabilità. È piuttosto un oggetto la cui evoluzione e interazione è regolata (sempre) dal suo comportamento quantistico (probabilistico). L'aspetto esteriore del suo comportamento cambia a seconda di come ciò che lo circonda interagisce con lui, selezionandone o meno certi stati in modo preferenziale.

  33. Marco Muroni
    Pubblicato il 4 febbraio 2011 alle 09:26 | Permalink

    Forse Einstein era troppo affascinato dalle stelle...e dalla luna....

    Forse Bohr invece era troppo affascinato dalla possibilità di poter, indirettamente, plasmare la "realtà" ...

    Entrambi , con compagnia al fianco, erano sicuramente troppo affascinati per poter utilizzare il poco tempo a loro disposizione, per l'apparente fine ultimo della scienza.

    Il tempo è tiranno, il tempo non perdona, il tempo guarisce le ferite...

    Che sia nascosta quì la chiave della verità?

    Grazie per le risposte Marco... urgono riflessioni e....tempo...

    Marco Muroni

  34. Max
    Pubblicato il 4 febbraio 2011 alle 14:53 | Permalink

    @Marco : il discorso della distorsione spazio/tempo costituente l' onda è completamente ininfluente per la "spiegazione" della quantizzazione della posizione degli orbitali.
    L' idea di base è che, ipotizzando l' "onda guida", di qualsiasi natura sia, questa potrebbe "avvolgersi" attorno al nucleo stabilizzandosi in un numero intero di "creste e valli", cosa che succede in altri fenomeni elettrici, la cosiddetta onda stazionaria.
    Non mi sembra un'ipotesi campata in aria, visto che, come nella maggior parte dei fenomeni, la natura cercherebbe la soluzione di minore energia che corrisponderebbe appunto ad un'onda stazionaria.

    Ciao

    Max

    ps. : ci vorrebbe un disegnino….

  35. marco-bis
    Pubblicato il 4 febbraio 2011 alle 19:30 | Permalink

    @ Max: toccherebbe trovarlo questo esperimento... provero` a documentarmi.

    Ad ogni modo grazie per la risposta (se ho ben capito, al crescere della "incertezza" sulla misura, cresce il comportamento macroscopico "da onda").

    ciao

  36. luca
    Pubblicato il 5 febbraio 2011 alle 13:09 | Permalink

    grazie Marco...ci hai regalato dei veri gioielli....attendiamo altre passeggiate!!

  37. Pubblicato il 5 febbraio 2011 alle 15:50 | Permalink

    @Max: tutto bello tondo e ragionevole. Insisto: che cosa predice la tua ipotesi? Spiegare il "già-osservato" non è sufficiente a fare una teoria migliore dell'altra, è il potere predittivo (che le rende falsificabili) a fare la selezione.

  38. Marco Muroni
    Pubblicato il 9 febbraio 2011 alle 14:11 | Permalink

    Marco,
    ho pensato un secondo all'esperimento...avrei solo una questione a riguardo...
    Abbiamo detto che osservare significa interagire pertanto l'onda di probabilità si manifesta per come la obblighiamo a manifestarsi.

    Ora propongo questo esperimento:
    Imbastiamo lo stesso identico esperimento quindi escludiamo la possibilità di poter verificare da quale fenditura passino gli elettroni.

    Il senso della domanda è:

    Se predispongo il tutto per osservare da quale fenditura passa l'elettrone ma faccio in modo, allo stesso tempo, che nessuno nè ora nè mai potrà sapere da quale fenditura sono transitati gli elettroni, la figura di interferenza scompare comunque?

    Oltre alla tua eventuale risposta vorrei sapere se è mai stato fatto questo esperimento!

    Se la risposta è si taccio per un bel pò... anche perchè ho da finire "la guerra dei buchi neri" (altro bel libro).

    Ciao
    Marco

  39. Pubblicato il 9 febbraio 2011 alle 14:18 | Permalink

    Occhio che l'atto di "osservare" non deve essere necessariamente compiuto a una persona! Un rivelatore può essere più o meno connesso al tuo occhio, ma influenzerà comunque lo stato del sistema. E in ogni caso, temo che tu ti stia infilando in un caso simile a gatto di Schrodinger (conosci la storia, vero?)!

  40. Marco Muroni
    Pubblicato il 10 febbraio 2011 alle 09:19 | Permalink

    Si marco, purtroppo la conosco, un altro pensiero che ogni tanto (poco in realtà) viene a farmi visita.
    Ad ogni modo, non prendermi per pazzo, con l'esperimento di cui sopra, intendevo dire lasciar interagire il rilevatore ma senza raccolta dati in modo da non poter effettivamente conoscere da quale fenditura passano. In questo modo sò che comunque i fotoni andranno ad interagire ma non potrò sapere in nessun modo quale fenditura è stata attraversata.

    C'è una bella differenza però, rispetto al gattino malefico;
    le conseguenze possono essere "viste" sullo schermo!
    ed inoltre non aprendo la scatola non uccido nessun gatto 🙂

    A rigor di logica la figura di interferenza sparirebbe comunque... ma siccome proprio la logica (classica) in meccanica quantistica non è che funzioni sempre (come sono lisci questi specchi!) allora chiedo...
    si può provare a fare questo esperimento?

    Lo ha già fatto qualcuno? (per qualcuno ovviamente non intendo certo una persona qualunque).

    Ed infine perchè non trovo niente a riguardo su internet, è veramente un pensiero inutile ed irrilevante?

  41. Pubblicato il 10 febbraio 2011 alle 09:45 | Permalink

    Non che io sappia, ma non credo che il risultato cambierebbe. Come ti dicevo, il punto non è tanto se un essere umano conosce la risposta, ma se qualcosa ha interagito o meno con l'elettrone in corrispondenza delle fenditure. E in ogni caso un verifica c'è, lo schermo in fondo.

    Quanto al gatto, il punto non è tanto se il gatto è morto o meno (il gatto è morto, oppure non lo è), ma non poter far altro che descrivere il sistema come una sovrapposizione possibile di stati gatto-vivo/gatto-morto fino a quando non si va a verificare. Come in molti altri casi, ricadiamo nel problema della differenza tra quello che il reale è e quello che del reale si può dire.

  42. Andrea
    Pubblicato il 11 febbraio 2011 alle 16:08 | Permalink

    Ma... pensi sarebbe opportuno raccogliere in un unico file scaricabile le chiacchierate sulla MQ, similmente a quanto hai fatto con la serie su LHC? A me piacerebbe!
    Ovviamente, senza fretta... solo per sapere se c'è un progetto del genere o sei contrario per qualche motivo.

    Ciao!

  43. Pubblicato il 13 febbraio 2011 alle 12:14 | Permalink

    @Andrea: prima o poi, perché no? Ma temo richiederebbe più lavoro di quello fatto per i pezzu su LHC, soprattutto per quanto riguarda la grafica (che per adesso è veramenete solo adatta al web, certo non alla stampa), per cui per adesso resta un progetto nel cassetto.

  44. Max
    Pubblicato il 13 febbraio 2011 alle 17:46 | Permalink

    @Marco : la mia è, appunto, un'ipotesi, e purtroppo non ho il sufficiente bagaglio matematico per approfondirla nè (sigh...) il tempo per farmelo.
    E' solo un'idea di cosa possa avvenire, visto che mi par di capire che la MQ consideri il fatto della quantizzazione un dogma, almeno nelle interpretazioni più strette.
    Che poi possa o meno fornire predizioni nuove... non lo so. Come non so se magari porta alle stesse identiche equazioni che reggono la MQ, pur arrivandoci da un punto diverso.
    Mi sembra comunque un'ipotesi degna di approfondimento, visto che fornirebbe un "meccanismo" (bufale : +1000) compatibile con la teoria sia per quanto riguarda le 2 fenditure sia per la quantizzazione degli stati energetici negli atomi.....

    Ciao

    Max

  45. Max
    Pubblicato il 13 febbraio 2011 alle 17:52 | Permalink

    @Marco Muroni : il gatto, secondo me, è O vivissimo O molto, ma molto morto, poraccio. Che poi nessuno lo sappia prima di aprire la scatola, è un dettaglio.... Non mi è mai piaciuto quel paradosso. Anzi, è un'interpretazione che mi ha sempre dato parecchio fastidio... "non sappiamo quel che succede, quindi dentro la scatola succede tutto insieme". Mah. A questo punto c'e' anche l'uomo nero sotto il letto di mio figlio, che miracolosamente svanisce quando io ci guardo sotto 🙂

    Per quanto riguarda il rivelatore "senza raccolta dati", secondo me non cambia un tubo. L' importante è l' interazione tra il rivelatore e il sistema in esame, un po' come il gatto nella scatola. Che ci sia qualcuno a leggere i dati (o nessuno) non dovrebbe cambiare nulla.
    Sarò troppo meccanicistico, ma....

    Ciao

    Max

  46. Pubblicato il 13 febbraio 2011 alle 18:07 | Permalink

    Max, mi spiace, ma temo che qui sia tu che estremizzi l'interpretazione. La versione corretta del tuo "non sappiamo quel che succede, quindi dentro la scatola succede tutto insieme” è piuttosto "in base alle conoscenze che abbiamo, il sistema può essere descritto solo come la sovrapposizione di due stati ugualmente probabili". L'aumento delle conoscenze (aprire la scatola) implica un'interazione con il sistema, che non è più quello di cui parlavi prima. Ne sai di più su una cosa diversa.

  47. Max
    Pubblicato il 13 febbraio 2011 alle 18:56 | Permalink

    Beh, beh... ok che il gatto è un esperimento concettuale, ma l' apertura della scatola NON cambia minimamente l' aspetto macroscopico del sistema.... Tant'e' che il paradosso del gatto e' stato fatto proprio per estremizzare un comportamento quantistico e portarlo sul piano macroscopico.
    Adesso, se tu affermi che il fatto di aprire la scatola, magari dopo 2 giorni che il famoso effetto quantistico e' avvenuto, faccia collassare il gatto da uno stato "misto vivo/morto" a uno dei 2 stati reali, mi spiace, ma non me la berrò mai. Tanto quanto può influire una farfalla che si mette in mezzo a un cannone che spara palle da tennis su 2 fenditure.

    E' questo che non mi piace e che soprattutto non credo veritiero dell' interpretazione della MQ...
    Tu dici "in base alle conoscenze che abbiamo", ok. Ma non mi dire che queste conoscenze cambiano la vita del gatto ! O stiamo tornando a un universo in cui l' uomo (o meglio, in questo caso, il suo cervello) e' al centro del tutto ??

    Max

  48. Pubblicato il 13 febbraio 2011 alle 20:54 | Permalink

    Max, io non mai detto che aprire la scatola cambia la vita del gatto, ho detto che cambia quello che puoi dire della vita (o della morte) del gatto.

  49. Max
    Pubblicato il 13 febbraio 2011 alle 22:07 | Permalink

    "Ne sai di più su una cosa diversa" 🙂
    Direi che ne so di più sulla stessa cosa vista dal buco della serratura!

    Volevo cmq solo dire che l' interpretazione estrema della MQ, quella che non può prescindere dal ruolo dell'osservatore, più che scientifica mi sembra metascientifica, per non dire di peggio 🙂

    Se si trovasse, per assurdo, un modo di usare i neutrini per "visualizzare" il percorso degli elettroni, probabilmente potremmo vedere da quale fenditura passano senza disturbare l' interferenza.

  50. Pubblicato il 13 febbraio 2011 alle 22:34 | Permalink

    No, scusami, va bene tutto, ma l'ultima frase non posso lasciartela passare, perché è intrisa di un pregiudizio che dimostra come tu stia ancora disperatamente cercando di aggrapparti alla cara vecchia meccanica classica. E perché mai i neutrini dovrebbero permetterti di "visualizzare" il percorso dell'elettrone senza disturbare l'interferenza? Perché sarebbe magicamente in grado di interagire (dicendoti dove si trova un elettrone, ammesso che questo abbia un senso) senza interagire (perché sarebbero un magico spettatore classico capace di vedere senza interagire)? Max, Max, non ci siamo proprio. Puoi conservare la tua speranza, ma la realtà ti da contro.

    P.S. se c'è qualcosa che interagisce con gli elettroni sono i neutrini 🙂

  51. Max
    Pubblicato il 14 febbraio 2011 alle 12:42 | Permalink

    Altola' ! 🙂
    Intendevo, prendendo i neutrini perche' interagiscono "poco" con la materia, come esempio di qualcosa che potrebbe servire per tracciare la posizione degli elettroni nel tempo senza disturbarli più di tanto, come facciamo con la luce per gli oggetti macroscopici.
    Tra l' altro, non ho idea di "quanto" un neutrino possa perturbare un elettrone, tra l' altro la vedo molto dura che riesca a "centrarlo" 🙂

    In quanto all' "interagire magicamente", trovo alquanto più magico il fatto che la vita di un gatto dipenda dal fatto che io lo guardi o meno 🙂

    Ciao

    Max

    p.s.: ma, tornando seri e sull' "onda pilota", è mai stato fatto un qualche esperimento in quella direzione ? Che so, riportandolo in campo classico, con un fluido viscoso e palline di piombo... hmmm... dove l' ho già sentita questa ? 🙂 🙂

  52. GIGI
    Pubblicato il 14 febbraio 2011 alle 13:23 | Permalink

    Ragazzi, mi viene in mente il vecchio Albert, che passeggiando gira il capo, punta gli occhi su Niels e gli chiede: "Ma tu credi veramante che la luna non ci sia quando non la guardiamo?"
    Non so se è andata veramente così (io non c'ero e forse mi confondo), forse l'aneddoto è anche off-topic (come dite voi giovani), ma quello su cui vorrei farvi riflettere è il senso di malinconia, di tristezza, di insicurezza che prova la mente quando crollano i vecchi paradigmi e si aprono orizzonti inesplorati. Lasciatevi conquistare dalla meraviglia, assaporatela con tutta la profondità di cui è capace il vostro cervello, prendete fiato e aprite il cuore ad ogni sorpresa: dilà dalla luna c'è l'intero universo... Ci arriveremo!

  53. Pubblicato il 14 febbraio 2011 alle 13:36 | Permalink

    Ma Max, il punto è proprio questo: se non interagiscono, come fanno a darti una qualunque informazione? Se interagiscono tanto da darti abbastanza informazione sulla loro posizione, allora non c'è speranza che ci sia interferenza (sono lo o sono qui). È con l'evidenza sperimentale della distribuzione finale che mostra caratteristiche di interferenza che devi confrontarti, e con la scomparsa di queste caratteristiche in caso in interazioni alle fenditure. Tutto il resto è chiacchiera da bar.

  54. Max
    Pubblicato il 14 febbraio 2011 alle 15:01 | Permalink

    Ri-Altola' !
    Interagire e' una cosa, perturbare significativamente l'e' un' altra fazenda, e spesso le 2 cose non coincidono, altrimenti osservando mia moglie rischierei di vederla sparire 🙂
    Intanto, nell' esperimento delle 2 fenditure, NON mi serve una posizione esatta ma mi basta un range di posizioni che dica più o meno dove passano gli elettroni. Indi, con una perturbazione piccola, SE ci fosse un ipotetica particella/onda o che altro in grado di perturbare "poco" l' elettrone, avrei un'indicazione sul "più o meno dove" casca l' elettrone senza perturbarne significativamente l' interferenza, rimanendo dentro il principio di indeterminazione.
    E' un po' quello fatto su quel paper di cui parlavamo un po' di tempo fa, sulle unsharp observables, anche se li (da quel che ho capito) il prodotto entità della perturbazione x indeterminazione della posizione e' alto.

    Ora, secondo me sarebbe assai interessante un qualche esperimento realizzabile in grado di escludere o meno l' onda pilota, visto che a mio avviso questa darebbe proprio una spiegazione "tangibile" di cosa avviene nei misteriosi fenomeni quantistici, dalle fenditure alla diffrazione.
    E non credo proprio sia una chiacchiera da bar, mi pare una cosa estremamente fondamentale. Nella diffrazione, Feynman (mi son letto parte del libro...) dice che gli elettroni (o la luce) percorrono simultaneamente TUTTI i percorsi per arrivare a destinazione, fornendo così UNA spiegazione del funzionamento del reticolo di diffrazione con le particelle come gli elettroni. Quella dell' onda pilota sarebbe una spiegazione altrettanto valida senza scomodare comportamenti magici delle particelle... o sbaglio ?

    Ciao (e grazie x l' interessante chiacchierata 🙂 )
    Max

  55. GIGI
    Pubblicato il 14 febbraio 2011 alle 18:53 | Permalink

    Ehi Max! Ma quanto pesa tua moglie? Perché se temi (o speri) di farla sparire con un'occhiata deve avere dimensioni mooooolto piccole (anche se oggi piacciono le taglie small).
    Non puoi pensare alle particelle elementari come a una moglie cui puoi raccontare una piccola bugia, così non se ne accorge. La perturbazione o c'è o non c'è, ma anche le donne la pensano così (a proposito delle corna).
    Scusate se uso equazioni troppo complicate. 😉

  56. Max
    Pubblicato il 14 febbraio 2011 alle 21:16 | Permalink

    Ciao Gigi 🙂
    In effetti si stava parlando del gatto, e non di particelle, quindi la moglie ci sta bene anche se pesa qualche etto di più 🙂
    Per quanto riguarda le corna, l' importante è fare attenzione alle porte e, ultimamente, alle nipotine di Mubarak 🙂

    Max

  57. Pubblicato il 14 febbraio 2011 alle 21:59 | Permalink

    @Max: Desolato, ma "interagire e' una cosa, perturbare significativamente l’e’ un’ altra fazenda, e spesso le 2 cose non coincidono" è puro wishful thinking. Il problema è quel "significativamente": che vuol dire? Ogni interazione perturba, punto. La perturbazione è importante? Spessissimo, specie in ambito macroscopico, no. Questo ti permette di fare delle deduzioni sull'ambito microscopico? No. Altrimenti sei semplicemente fermo all'inizio del '900, e ti ostini a usare strumenti che non funzionano per risolvere problemi che già un secolo fa hanno richiesto una rivoluzione del pensiero oltre che della forma. Amen.

  58. GIGI
    Pubblicato il 14 febbraio 2011 alle 22:20 | Permalink

    buonanotte e Amen! , spero...

  59. Fabiano
    Pubblicato il 14 febbraio 2011 alle 22:56 | Permalink

    @Max: mi sembra strano che tu non l'abbia letto, ma dai tuoi commenti si intuisce così, o forse non ti fidi santo protettore di tutti gli ignorantoni di fisica :-). Nel primo caso dovresti leggerti il capitoletto introduttivo di Feynman "Comportamento quantistico", lo trovi nei "Sei pezzi facili" o nella "Fisica di Feynman vol.3". Lì il nostro eroe si inventa tutto un meccanismo per venire incontro ai tuoi dubbi e infine li spezza, definivamente. In pratica: se tu potessi regolare a piacere l'energia della tua sonda (fotoni, neutrini o altro) vedresti svanire la figura d'interferenza proprio nel momento in cui raggiungi la potenza minima necessaria per scoprire da quale fenditura è passato l'amico elettrone.

    @Marco: diciamo che la questione delle fenditure io l'ho digerita (con questo non voglio dire di essere più avanti di Max, ci mancherebbe), quindi c'è un'altra vicenda che mi affascina e mi incuriosice, provo a spiegarmi usando termini da informatico (quale io sono) tanto sei competente anche lì: mi sembra quasi che la natura, almeno per quel poco che capisco del MS, sia transazionale! 😀 Voglio dire: sembra quasi che un elettrone prova a tastare il terreno con un fotoncino virtuale e se questo incontra un altro elettrone bene, si trasferiscono le quantità di moto e la transazione si chiude, altrimenti rollback! È una fantasia mia? Se no, puoi suggerirmi un testo o un articolo o uno studio sulla questione? Magari ne parla Ghirardi? Grazie della pazienza! 😀

  60. Fabiano
    Pubblicato il 14 febbraio 2011 alle 23:12 | Permalink

    @Max: volevo dire: ...non ti fidi DEL santo protettore...

    @Marco: capisco di essere stato molto sbrigativo, spero nel tuo intuito. In particolare sto pensando a fenomeni elettrici o magnetici di lunga portata, con scambio di fotoni virtuali su distanze lunghe (la fantasia ci riporta sempre nel mondo macroscopico, lo so).

  61. Max
    Pubblicato il 15 febbraio 2011 alle 12:34 | Permalink

    Allora, intanto mi sembra sia sorta un po' di confusione.
    Intanto, NON ho detto che sia possibile "osservare" il percorso dell' elettrone mantenendo l' interferenza; ho solo detto che "forse potrebbe" essere possibile.
    Secondo, so benissimo che le particelle non si comportano secondo le leggi della meccanica classica; quello che non so, e mi par di capire che non sa NESSUNO, è il perchè. Il discorso dell' onda pilota era un ipotesi di questo perchè; il fatto che "le particelle esplorano tutti i cammini possibili" mi pare invece un' assunzione bella e buona, tanto quanto quella che le particelle sono creature pensanti che spiano chi le osserva e si divertono a prenderlo in giro.
    Se poi tu mi dici che alla fisica moderna non importa nulla del perchè, ma ci si limita a prendere atto che le particelle si comportano così e che, siccome qualsiasi tentativo di spiegare questo perchè cozza con le varie interpretazioni della MQ ce lo dobbiamo mettere via e non pensarci più, non posso far altro che prenderne atto, ma non per questo ne sono felice.

    Da quel che ho capito io (e forse mi sbaglio) di tutti gli esperimenti fatti in proposito, la conclusione è che l' effetto ondulatorio diminuisce con l' aumentare della massa (o della complessità ?) degli "oggetti" in esame; che poi questo sia dovuto a una decoerenza spontanea con collasso degli stati che aumenta con la massa delle particelle, o al fatto che la "fantomatica" onda pilota abbia sempre meno influenza sulle particelle con l' aumentare della loro massa, non mi sembra sia affatto stabilito... o sbaglio ?

    @Fabiano : tutto vero quel che dici, salvo che sono stati fatti esperimenti, di cui abbiamo parlato un po' di tempo fa, nei quali (sempre da quel che ho capito...) si è riusciti in qualche modo a rilevare SIA l' interferenza SIA il passaggio degli elettroni (o erano neutroni ?), anche se NON con una certezza ma con una certa probabilità (detto grossolanamente, eh !), il che è ben compatibile col principio di indeterminazione sul quale non discuto 🙂

    Quel che discuto è l' "ipse dixit" che mi sembra imperare in questo periodo storico.

    Ciao

    Max

  62. Pubblicato il 15 febbraio 2011 alle 12:56 | Permalink

    Max, quello che secondo me manca alla tua discussione è il fatto che le figure di interferenza (o la loro assenza) sono osservabili in termini di comportamento collettivo (e dunque statistico), mentre il singolo elettrone, rivelatore o meno posto alle fenditure, finisce sempre in un punto solo sullo schermo. In questo senso se nel tuo esperimento sparassi un solo elettrone, non saresti in grado di dire se c'è stata interferenza o meno, perché vedresti un punto soltanto sullo schermo, molto probabilmente compatibile tanto con l'interpretazione dell'interferenza ondulatoria che con il passaggio definito in una delle fenditure. La fisica classica non ti può aiutare: l'ipotesi che - note le condizioni iniziali - tu possa predire completamente l'evoluzione del sistema è semplicemente smentita dai fatti. La MQ ti permette un comportamento che è per natura probabilistico (per esempio il decadimento di una una particella) non evento per evento, ma in termini collettivi. La meccanica classica pretenderebbe di saperlo fare evento per evento, ma semplicemente non ci riesce.

    La questione del "perché" è rognosa (o onestamente persino un dito scorretta), perché c'è nella tua discussione l'assunto (in qualche modo filosofico) che la fisica classica e deterministica sia in grado di dire di più sul "perché" delle cose che la fisica quantistica. Questo temo sia una bella illusione! L'onda pilota ci direbbe di più sulla "natura intima" delle particelle? Ne dubito, soprattutto se le predizioni di tale teoria fossero in totale accordo con la MQ tradizionale: che cosa ti permetterebbe di distinguere il grado di "realtà" di una teoria dall'altra? Che cosa proverebbe che non si tratta in entrambi i casi di niente più che costrutti adatti a descrivere e calcolare la realtà?

    Sull'assenza di evidenze quantistiche a livello macroscopico avrei voglia di smentirti (come la mettiamo con la superconduttività, per esempio?), ma lascio perdere. La RG non ha effetti misurabili nella vita quotidiana (a parte forsei GPS, ma allora vale anche per la MQ e la maggior parte dell'elettronica che usi), ma non mi sembra che tu abbia problemi ad accettare che la meccanica Newtoniana ne sia un;approssimazione valida a basse velocità e piccole masse. Perché non sei disposto accettare la stessa identica transizione tra MQ e meccanica newtoniana tra regimi in qui le lunghezze d'onda caratteristiche sono comparabili con le lunghezze tipiche del sistema, e sistemi in cui ci sono invece molti ordini di grandezza di differenza?

    Può forse rassicurarti l'idea dell'"ipse dixit", ma a me sembrerebbe tanto la versione colta di una teoria del complotto. IO finirei di leggere Feynman (compresi i 6 pezzi facili e meno che ti sono stati suggeriti) e Ghirardi, poi magari riprendiamo, altrimenti non andiamo da nessuna parte.

  63. Max
    Pubblicato il 15 febbraio 2011 alle 14:04 | Permalink

    Ehilà 🙂

    Marco, lo so che si parla in termini di comportamento collettivo, non vedo come potrebbe apparire una figura con un punto singolo !
    Io non sto criticando la descrizione statistica della cosa, ci mancherebbe ! Una descrizione deterministica non la si riesce a fare nemmeno col problema dei 3 corpi, figuriamoci se parliamo di miliardi di particelle...
    Quello che sto dicendo, riferito all' onda pilota, è che questa potrebbe influenzare il percorso dell' elettrone ed essere influenzata dal sistema delle 2 fenditure. Quest'influenza non potrebbe mai essere deterministica in ogni caso, anche se conoscessimo la posizione elettrone x elettrone di tutti gli atomi dell' apparecchio di misura, ANCHE per il fatto che, molto probabilmente, si tratta di sistemi a comportamento caotico.
    Ripeto, NON sto criticando l' analisi di tipo statistico della MQ, ne sto criticando "solo" l' interpretazione che mi sembra puntare sempre e solo in un'unica direzione.
    Non ho nemmeno detto che non ci siano effetti macroscopici (l' effetto tunnel nei semiconduttori, oltre alla superconduttività, per esempio... ); la superconduttività, tra l' altro, meriterebbe una discussione approfondita visto che, a quanto ne so, quella ad "alta temperatura" è ben lungi da avere una spiegazione, quantistica o meno.

    Poi, non sto sindacando sulle capacità predittive della MQ, nè sto dicendo che l' onda pilota possa o meno superarla in questo. Stiamo parlando di 2 cose ben diverse. Io sto parlando di una spiegazione "di fondo" dei fenomeni quantistici, che rimangono comunque quantitativamente e qualitativamente quelli.
    Intanto, l' onda pilota, se esistesse, ci direbbe il "perchè" si manifesta il comportamento ondulatorio e, soprattutto, ci aprirebbe la porta a una nuova montagna di domande, prima delle quali è "cos'è l'onda pilota". La MQ lo assume e stop.
    Come dicevo qualche (tanti) post fa, gli antichi erano riusciti a formulare meravigliosi sistemi per calcolare le orbite dei pianeti, e man mano che apparivano nuovi corpi le "perfezionavano" infilandoli a martellate nella loro teoria esistente. Cio' non toglie che non avessero capito una cippa del reale moto dei pianeti.....

    Ora, se tu mi dici che la MQ è corretta al 100% (comprese le sue intepretazioni) non posso essere d'accordo. Le sue previsioni sono al livello della RG in quanto ad accuratezza e le 2 sono incompatibili.
    Quindi, che ci piaccia o meno, almeno UNA delle 2 è sbagliata o comunque incompleta. E, sinceramente, dovendo guardare all'eleganza matematica, opterei per tenermi la RG in toto 🙂

    Mi leggerò comunque il resto dei libri 🙂

    Ciao

    Max

    p.s.: per l' "ipse dixit"... sorry, ma la penso proprio così. Non credo ci sia un complotto di nessun tipo, semplicemente che O la materia è diventata talmente vasta da renderne impossibile la sua comprensione nel suo insieme oppure che ci si sia "impigriti" su un concetto che funziona. Se devo dirla tutta, opto per la seconda delle 2.....

  64. lallo
    Pubblicato il 28 febbraio 2011 alle 18:59 | Permalink

    20 anni fa, dopo aver letto un articolo sulle rivista Scienze, mi divertii a creare una nuova visione della materia. 🙂
    Partendo dal presupposto che il 90% della materia non si sa cosa sia e che l'articolo spiegava come le particelle tipo Protoni e neutroni, venivano caratterizzate dalla presenza di tre quark (due su , e uno giù per il protone e viceversa per il neutrone), io mi inventai il superprotone 🙂 e cioè la particella con 3 quark su ed una strana carica +2. Il superprotone aveva la particolare caratteristica di annichilarsi coll'elettrone (3 quark giu) e di perdere, apparentemente, la sua massa, durante questa iterazione sconosciuta (cosa che avveniva anche per l'elettrone). Mi rimaneva il problema della misteriosa carica +2 che in giro non si vedeva..... ma la risolsi immaginando che il +2 fosse fuori range per le ns misurazioni e per noi si trasformasse in una carica neutra.... il neutrino....
    Insomma i leptoni non erano altro che le due particelle con quark dello stesso tipo che annichilandosi sempre tra loro (nel senso che reagendo tra loro facevano sparire la masssa dalle nostre misurazioni) lasciavano all'umanità solo la visione dell"ombra" della loro presenza. 🙂

  65. Pubblicato il 28 febbraio 2011 alle 21:08 | Permalink

    E, di un po', che cosa fumavi vent'anni fa? 😛

    Per la cronaca, se un elettrone fosse formato da 3 quark down, sarebbe parecchio più pesante di quello che è, giusto per citare la prima incongruenza che mi salta in mente. Va bene giocare al LEGO, ma bisogna tenere conto di tutto!

  66. malt
    Pubblicato il 2 marzo 2011 alle 09:05 | Permalink

    @lallo: il tuo superprotone esiste, e si chiama Delta++ 😉
    http://en.wikipedia.org/wiki/Delta_baryon

  67. My_May
    Pubblicato il 3 marzo 2011 alle 18:32 | Permalink

    Ciao Marco, ciao a tutti. E' un po' che manco 🙂

    Salvando tutto quello che scrivi ( come potrei contraddirti, solo Max ci riesce:P) io vorrei spostare (se fosse possibile) la discussione sulla relazione che c'è (se c'è) tra m.q. e RG. e pongo la seguente domanda: In uno spazio-tempo in cui valgono soltanto quattro dimensioni, la presenza di una particella (CHE NEL FRATTEMPO, come si dice, interagisce con il mondo esterno e si rivela cioè una osservabile dell'universo a 4 dimensioni)dovrebbe cambiare (o se vuoi) perturbare l'RG in quel punto di osservazione. No? Non possiamo dire che i sistemi quantistici, prima dell'interazione con il mondo esterno, facevano parte di un mondo a 4 dimensioni se effettivamente di essi non si ha "conoscenza". Questo discorso (spero non troppo contorto) ci dovrebbe mettere in guardia sulla presunta possibilità che il passato possa essere effettivamente cambiare da una interazione massiccia di molti sistemi quantistici con l'ambiente in un punto di osservazione.
    Un esempio. Facciamo il caso che il solito gemello scappi a velocità supersonica dalla Terra e il fratello, rimasto ancorato sulla terra, tenga con se un gran numero di sistemi quantistici non ancora perturbati. Secondo la relatività, la Terra è il passato rispetto al gemello fuggito. Cambiare questo passato non dovrebbe essere possibile secondo la relatività (che io sappia) in quanto cambierebbe il futuro ( del gemello). Ma se il fratello sulla terra decidesse di perturbare un gran numero di sistemi quantistici (qui riderai, ma io credo basti anche un solo sistema per cambiare tutta l'evoluzione futura) in che modo questo cambiamento in un punto dell'universo a 4d, cambia (se cambia) lo spazio-tempo relativistico e la sua evoluzione.
    La cosa strana è che noi non sappiamo (il meccanismo di cui parla Max) se esiste una netta frattura fra m.q. e relatività. Diciamo, ad oggi (...il libro di Ghiraldi l'ho letto a metà), che i sistemi vengono perturbati dall'ambiente (probabilmente secondo un certo meccanismo che non conosciamo ancora). L'ambiente però è a 4 dimensioni e il tempo risulta essere distorto, per cui due eventi possono essere l'uno il passato e l'altro il futuro. Se fosse vero che l'universo registra casualmente la posizione di una particella li, l'energia del protone la, ecc. ciò dovrebbe cambiare di conseguenza anche di poco lo spazio-tempo e la RG non avrebbe più senso in quanto il passato verrebbe continuamente cambiato.
    Bho, spero di essere stato chiaro...e di non aver detto "troppe" eresie. ciao:)

  68. Pubblicato il 14 marzo 2011 alle 10:06 | Permalink

    Rispondo in super-ritardo e molto brevemente. La presunta incompatibilità tra MQ e RG è una questione parecchio tecnica, legata principalmente a certe caratteristiche matematiche dell'una e dell'altra teoria che rendono difficile l'integrazione in una teoria quantistica di campo coerente che rispetti i requisiti necessari. Per chiarirci, un'integrazione a un livello di quantizzazione diversa esiste, funziona piuttosto bene, e la usiamo tutti i giorni (per dire: mai sentito parlare di equazione di Dirac). Il resto (le speculazioni sui gemelli e compagnia varia) sono un po' fuori luogo, e non posso veramente discuterle perché sono basate su presupposti per me fisico veramente incomprensibili (che vuol dire "una osservabile dell’universo a 4 dimensioni dovrebbe perturbare l’RG in quel punto di osservazione?". Perdomani, ma suona quasi come supercazzola 😛 ).

  69. My_May
    Pubblicato il 14 marzo 2011 alle 14:00 | Permalink

    No, No no supercazzola non me lo dici :p

    Va bhe, va da se, che tu, essendo fisico, comprendi soltanto il linguaggio matematico, io invece parlo come mamma mia ha fatto :p

    Ripeto la domanda con altri termini e spero più semplici (spero in una risposta anche non celere, quando vuoi e se lo ritieni opportuno):
    secondo te (fisico) che relazione c'è fra lo spazio-tempo a 4 dimensioni (che poi è quello spazio-tempo dove misuriamo gli stati delle particelle nel mondo relativistico) e quel particolare stato quantistico chiamato funzione d'onda? La funzione d'onda dei sistemi quantistici in quale spazio-tempo si muove (se si muove)? Perchè dovrebbero poi appartenere a due sistemi diversi (il macro e il micro)? Appartengono effettivamente a due sistemi diversi (per esempio spazio-tempo di Minkowski per il primo e spazio di Hilbert per il secondo) oppure no?
    La questione che pongo è semplice. La realtà dovrebbe essere una sola, dividerla in due concetti differenti non ci aiuta certo a comprenderla. Ma se fosse davvero divisa in due, quando uno di questi sistemi quantistici passa da uno spazio di Hilbert a uno di Minkowski perchè non dovrebbe cambiar nulla su quest'ultimo?
    Ripeto anche l'esperimento con altre parole: In un punto dello spazio viene misurata l'energia di un sistema quantistico (diciamo fotone). In altre parole, dove prima NON c'era un valore di energia ben preciso, ora c'è. Questa misurazione non cambia nulla nell'assetto geometrico dello spazio-tempo? Possibile che se all'improvviso viene a crearsi un punto di massa (dovuto per esempio alla misura dell'energia di molti sistemi quantistici) ) non cambi nulla nello spazio-tempo?

    Questo detto da chi parla come mamma l'ha fatto 🙂

  70. Pubblicato il 14 marzo 2011 alle 14:40 | Permalink

    No, insisto, è una supercazzola 🙂

    I sistemi quantistici posso essere descritti (e di fatto lo sono praticamente sempre) in un continuo quadridimensionale su cui regnano le regole della relatività. Dall'equazione di Dirac in poi, fino alle moderne teorie di campo, tutto è relativistico. Chi vi ha messo in testa che questo non lo sia vi ha semplicemente ingannato! Come diavolo fare a descrivere l'evoluzione quantisitche di particelle che viaggiano praticamente alla velocità della luce se non usassi (anche) la relatività. Il problema è semmai l'opposto: la quantizzazione dell'interazione gravitazionale è problematica, non la "relativizzazione" della MQ.

  71. My_May
    Pubblicato il 14 marzo 2011 alle 18:24 | Permalink

    Va bene l'equazione di Dirac ( è un genio che altro si può dire... )
    ma la mia domanda non è risolta da quella equazione.
    Riformulo la domanda sotto un altro aspetto:
    E' prevista una massa per il "vuoto quantistico"? Se si,
    -La massa prevista del vuoto quantistico ha effetto sull'espansione dell'universo?-

    La questione è di fondamentale importanza. Il vuoto, che non è vuoto, ma è una fluttuazione di campo ecc. lo si da come origine dell'universo, come campo quantistico (sbaglio?). Se descriviamo però una particella come un campo (un vuoto quantistico o se vuoi come una funzione d'onda relativistica, rispettando l'equazione di Dirac), allora chi mi spiega l'origine dell'universo? In pratica non ha origine visto che all'origine c'era un campo, ed oggi ci ritroviamo ancora descrivendolo come un campo. Qual è la differenza quindi fra ciò c'era prima e ciò che c'è oggi? In che senso si espanderebbe l'universo? Chi lo spinge ad espandersi e verso dove?
    Il problema è appunto la gravità e la costante cosmologica (l'anti-gravità). Anche se riesco a relativizzare la m.q. ma non risolvo la questione della espansione dell'universo, e cioè le questioni che riguardano la relatività generale, non riesco a comprendere da quale meccanismo fisico nasce l'universo.
    Una mela cade da un albero per quale motivo? Perchè non rimane per aria 😛

    p.s.
    Marco, che sei l'unico fisico con cui posso chiacchierare, non mi mandare a quel paese... :p

  72. Pubblicato il 14 marzo 2011 alle 20:27 | Permalink

    Allora, iniziamo col dire che nella MQ "classica" (quella dell'equazione di Schrodinger, per capirci) il vuoto è vuoto proprio in senso classico, e il vuoto quantistico (ovvero quello che ribolle d potenziali particelle e campi) appare solo nelle teorie quantistiche di campo (QFT). La cosa è abbastanza basilare per la discussione, perché ovviamente se vogliamo parlare di vuoto quantistico e dei suoi effetti dobbiamo farlo nell'ambito di una qualche QFT, non solo della MQ.

    Detto questo, mio caro, sei di nuovo caduto nella supercazzola 🙂 nel senso che da una domanda sulla quel potremmo anche discutere (l'energia dello stato fondamentale del vuoto ha un qualche comportamento gravitazionale?) sei saltato di palo in frasca (l'origine dell'universo, la Vita, l'Universo e Tutto Quanto). Deciditi e cerca di essere un po' più ordinato, e poi magari parleremo anche della costante gravitazionale (anche se non è che ne sappiamo molto, ergo non farti illusioni)

  73. My_May
    Pubblicato il 14 marzo 2011 alle 21:38 | Permalink

    Bhe...mica è poco per un NON professionista come me fare una domanda pertinenti e due non proprio pertinenti 😛 (che poi qui è solo una questione di spiegare al meglio la mia obiezione). è un buon inizio (no?).
    Poi io imparo sbagliando...

    Tenterò di essere più "ordinato" ( le domande si susseguono nella mia mente in modo disordinato, che ci posso fare) in un altro momento.
    Ma ora togli una curiosità, potresti essere spudoratamente sincero e indicare la lacuna dell'equazione di Dirac? Perchè è così importante per voi fisici ma non è "fondamentale". Cosa gli manca?

    Cosa deve avere un'equazione per essere davvero fondamentale?
    Poi magari ritorno sulla "l’origine dell’universo, la Vita, l’Universo e Tutto Quanto" 😛

  74. Pubblicato il 15 marzo 2011 alle 00:08 | Permalink

    L'equazione di Dirac non ha niente di sbagliato, semplicemente non riesce a raccontare tutta la storia. Per quanto descriva bene un campo fermionico con le sue possibili soluzioni a energia positiva e negativa (e dunque a suo tempo abbia previsto l'esistenza dell'antielettrone) e permetta di predire una sacco di proprietà per esempio degli spettri atomici, non riesce a descrivere altre quantità altrettanto fondamentali senza incorrere in divergenze incalcolabili, per risolvere le quali abbiamo dovuto aspettare la scoperta della QED.

  75. My_May
    Pubblicato il 15 marzo 2011 alle 09:45 | Permalink

    QED feynman ALTRO GENIO

    Sarei quasi propenso a gettare la spugna, ma non demordo.

    Giustamente tu mi chiedi un ordine e io ci tento.
    Noi abbiamo almeno tre problemi da risolvere. Comprendere come si comportano i microsistemi; comprendere come si comportano i macrosistemi; poi comprendere la relazione che c'è tra loro.
    Il massimo macrosistema è l'universo conosciuto. Il più piccolo microsistema conosciuto è quello del quanto d'azione.

    Per i macrosistemi la nostra teoria migliore è la relatività generale (sbaglio?), per i microsistemi la m.q. (che poi è stata formalizzata e migliorata attraverso l'equazione di Dirac e la QED ed anche la QCD e certamente altro ancora).

    Ora parte un mio ragionamento logico (non matematico): il macro sistema (l'universo) è formato da microsistemi. Se noi conoscessimo esattamente come funzionano i microsistemi avremmo una teoria completa anche del macrosistema. Se però la relatività generale (che è la nostra migliore teoria del macro) non si accorda con le teorie suddette, che spiegano al meglio i microsistemi, evidentemente o la teoria della relatività generale è errata oppure lo sono quelle che spiegano i microsistemi.

    Quindi la domanda è: la relatività generale si accorda o no con tutte queste mirabili teorie ed equazioni che spiegano il microcosmo?
    A quanto pare no, perchè come dici anche tu il problema è la quantizzazione dell'interazione gravitazionale.
    La “relativizzazione” della m.q però (se non ho capito male) non è esattamente il processo inverso della quantizzazione dell'interazione gravitazionale. La m.q. relativistica non include la gravità, quindi non avrebbe nulla da spartire con la mirabile teoria della relatività generale.
    Sbaglio?
    Se non sbaglio siamo ancora in alto mare... 😛

  76. Pubblicato il 15 marzo 2011 alle 15:05 | Permalink

    C'è una falla di fondo nel tuo ragionamento, quando assumi (un po' gratuitamente) che a livello macroscopico (e addirittura cosmologico) ci sia solo la RG a lavorare, mentre la MQ in una della sue incarnazioni più o meno moderne si occupi solo del microscopico. Le cose sono un po' più complesse di così, perché a livello macroscopico anche gli effetti quantistici non si possono ignorare. Fai una ricerchina su "cosmologia quantistica" o anche solo su "buchi neri evaporazione" per renderti conto di come gli effetti quantistici siano intrinsechi a tutto il dominio del reale.

    Quanto alle tue domande finali, se accetti di fare cadere il preconcetto per cui la RG è necessariamente "mirabile" mentre le altre teorie sono di serie B, ti renderai probabilmente conto di come il "non essere quantizzabile" è un problema maggiore, perché impedisce un uso della RG su scale microscopiche quando ce ne fosse bisogno (in ambito cosmologico, per esempio), cose che rende la teoria in qualche modo limitata, mentre l'inverso (l'inclusione della relatività nella MQ) fa si che io possa usare la MQ sia in ambiti "classici" (piccole velocità) che relativistici. Cosa che rende la MQ in qualche modo una teoria molto più versatile e completa.

    In questo senso dovresti anche (soprattutto) spogliarti di un altro preconcetto: la MQ non è una teoria unica, ma un formalismo con certe caratteristiche che ha dato vita a svariate teorie di campo quantistiche che descrivono fenomeni diversi (QED, EW, QCD). Quello che manca è una teoria quantistica della gravità, e visto il quadro, fatico a vedere come questo possa essere un limite (soltanto) della MQ.

  77. My_May
    Pubblicato il 15 marzo 2011 alle 18:29 | Permalink

    Io penso che sia Mirabile tutto ciò che la mente umana riesca a pensare.

    Comunque sia, visto che abbiamo chiarito la questione base (da dove volevo partire), volevo dire la mia sull'ultima passeggiata con Oliver. Altrimenti sembra che stia parlando di altro, ma invece ho ben presente quello che anche Oliver ha compreso. E cioè, che comunque vada, il "biscotto" non glielo toglie nessuno 😀
    Resta comunque da capire perchè.

    Il ragionamento mio è questo (sarà sbagliato, ma lo dico lo stesso): immaginiamo il sistema quantistico (che passa dalle due fenditure) in uno spazio-tempo quantizzato.
    Poi immaginiamo ci sia una teoria completa sul collasso della funzione d'onda (per esempio quella di GRW). A questo punto dovremmo sapere sia quando e sia perchè vediamo biscotti o non strane sovrapposizioni e dall'altro lato avremmo un quadro più chiaro del perchè della strana figura di interferenza. Dovrebbe bastarci? No, in quanto la m.q. , o meglio i sistemi di cui si parla, dovrebbero "muoversi" in uno spazio-tempo quantizzato mentre si muovono in uno spazio e in un tempo assoluti.
    Ed è qui che casca l'asino. Cosa significa quantizzare lo spazio-tempo, secondo me? Significa aumentare le dimensioni, ed invece nelle nostre migliori teorie, ne abbiamo soltanto 4, e non va bene; la figura di interferenza quindi rimane insensata. Ma è insensata per questo motivo...! no? (io scrivo come se ne fossi sicuro, ma tu Marco non ci badare :P).

    La mia opinione è che la realtà "fondamentale" non sia a 4 dimensioni e proprio la figura di interferenza, e ancora di più il fenomeno dell'entanglement, lo dimostrano.
    Nel particolare, cosa succede al sistema quando procede verso le fenditure e le supera? Noi crediamo che si muova nello spazio-tempo solito, a 4 dimensioni. Mentre non è così. La traiettoria della "nuvola quantistica" è quantizzata. In altre parole lo spazio-tempo a 4 dimensioni sarebbe solo una delle possibili soluzioni. E' come se, il microsmo, avesse come uno dei suoi possibili autostati, della nuova osservabile (spazio-tempo 4 dimensioni) proprio il nostro mondo. Mentre il microcosmo quantizza i mondi a 4 dimensioni.
    Non mi dire che sto cazzollando 😛
    Quindi l'RG diventa una delle possibili soluzioni di una m.q. dove si quantizza lo spazio-tempo.
    Ma la gravità? La questione è (secondo me) di dare ai sistemi quantistici una massa quantizzabile.

    Qui tu troverai un miliardi di cappellette (mi rendo conto, mi sono spinto un po' più in la), io ne trovo soltanto una (nella mia profonda ignoranza) ed è il principio di indeterminazione tra tempo ed energia dove il tempo è t e no t piu s (spazio), e secondo me non va bene, anche perchè, secondo la mia idea lo tempo-spazio deve avere una massa e quindi un'energia, perciò quell'indeterminazione non può essere giusta, o non essere giusta la mia idea 😛 non so.... 🙁

  78. Pubblicato il 16 marzo 2011 alle 10:37 | Permalink

    No, invece te lo dico proprio, sei ripartito con la supercazzola. Andava bene nelle prime dieci righe, poi ti sei perso 🙂 "Quantizzare lo spazio-tempo" o "la realtà fondamentale non è a 4 dimensioni" sono affermazioni che hanno conseguenze (anche pesanti) sulla struttura della tua teoria, e non puoi buttarle li come niente fosse. Cose come "la RG diventa una delle possibili soluzioni di una m.q. dove si quantizza lo spazio-tempo" sono invece supercazzole pura, altrettanto come "dare ai sistemi quantistici una massa quantizzabile", se non le supporti con equazioni coerenti che indichino una qualche struttura matematica e facciano previsioni.

    Il principio di indeterminazione energia/tempo è in qualche modo speciale, te lo accordo, ma non nel senso che tenti di dagli tu (il tempo nella MQ non è un'osservabile ma un parametro, e dunque l'operatore associato ha caratteristiche diverse di quelli associati, per esempio, a momento o posizione spaziale).

    Passo e chiudo.

  79. My_May
    Pubblicato il 16 marzo 2011 alle 11:31 | Permalink

    Marco, se fosse già scritta una qualche equazione e struttura matematica (che faccia anche previsioni) su quello che intendo io, il problema e l'incompatibilità tra due teorie così diverse, sarebbe stata già risolta. Non credi?

    Poi io non sono un fisico e nemmeno un fisico teorico, sono soltanto "teorico" 😛

    p.s.
    Lo so che il tempo (in quell'indeterminazione) non è un'osservabile. Ed è proprio qui che casca l'asino. Quel tempo lì ha più le sembianze di un tempo assoluto in "contraddizione" con quanto dice la relatività. Non vedere questa contraddizione e non volerla sistemare, penso sia un errore... ma se a voi va bene, pazienza.

    Comunque grazie per la chiacchierata 🙂

  80. Ettore
    Pubblicato il 16 marzo 2011 alle 16:55 | Permalink

    Tutto questo discordo, ad un profano di questa materia come me, ha suscitato una riflessione... e cioè che, in generale, non esisterà mai una formula o una teoria che descriverà in modo esatto un fenomeno e/o un risultato sperimentale, ma, se va bene, riusciremo a trovare una formula o una teoria che ci darà un'ottima approssimazione... ho capito bene?

    Se è così, allora sono veramente perplesso perchè, un conto è dire che la scienza può dare delle risposte ed un conto è dire che la scienza può avvicinarsi (anche di molto) ad una risposta... un conto è la certezza ed uno la "confidenza"... no?
    Come ripeti spesso, forse sono troppo legato alla "meccanica classica" ma per quanto io possa sforzarmi di capire, non potrò mai equiparare un risultato certo, esatto, con uno al 99,99(periodico)% esatto... perchè quest'ultimo implica comunque una probabilità anche remota che il risultato sia sbagliato.
    Speravo che ad un certo punto la confidenza diventasse certezza, ma non credo sarà così...

  81. GIGI
    Pubblicato il 16 marzo 2011 alle 23:51 | Permalink

    Ettore, è proprio questo il bello della fisica e della scienza in genere per noi profani. Leggiamo, ci informiamo, rompiamo le scatole a Marco e magari a qualcun altro nei blog e riusciamo ad avere un' idea di dove sono arrivati e del fatto che mancano ancora diversi pezzi del puzzle. E allora stiamo alla finestra ad aspettare che arrivi la prossima teoria, poi - quando arriva- guardiamo come la smontano o se la confermano. Ma se viene confermata, la festa non è finita, perché il prossimo esperimento, più preciso e più "potente" potrebbe aprire ad altri dubbi e altre incertezze. Così è bellissimo.
    C'è da dire che da un po' battono la fiacca... 😉

  82. Pubblicato il 16 marzo 2011 alle 23:52 | Permalink

    Ettore, MQ o meno all'incertezza dovrai abituarti comunque, che anche le teorie più deterministiche hanno dei problemi non appena complichi un dito i problemi (vedi il famigerato problema dei tre corpi in meccanica classica) o cambi di poco le condizioni iniziali. Se poi aggiungi la questione della misura, temo dovrai rassegnarti all'idea che - se proprio vuoi fare il pistino - non esistono teorie confermate 100%, ma solo a un certo grado di confidenza. O, estendendo, teorie non smentite!

  83. Claudio
    Pubblicato il 7 aprile 2011 alle 11:26 | Permalink

    How to Teach Quantum Physics to Your Dog

    http://cerncourier.com/cws/article/cern/45458

  84. Pubblicato il 7 aprile 2011 alle 12:54 | Permalink
  85. lallo
    Pubblicato il 7 aprile 2011 alle 13:14 | Permalink

    http://lescienze.espresso.repubblica.it/articolo/titolo/1347401

    cito:
    Questi dati, osservano i ricercatori, potrebbero suggerire l'esistenza di una nuova particella, o al limite addirittura di una nuova forza. La particella dovrebbe essere un bosone, ma non il tanto cercato bosone di Higgs.
    "Non si tratta del bosone di Higgs: è l'unica cosa di cui siamo certi", dice Giovanni Punzi, dell'INFN e dell'Università di Pisa, che ha partecipato allo studio. Quella che è stata soprannominata "la particella di Dio" dovrebbe infatti decadere in particelle più pesanti di quelle registrate, mentre quelle registrate "decadono in quark normali.

    Ho letto e mi è venuto da ridere! :-))

    Pur consapevole dei miei fantasiosi voli pindarici (tanto che non mi ero permesso di intervenire nuovamente e lo faccio solo per segnalare l'articolo e aggiungerci un pò di follia personale...)

    Io, naturalmente, pensando al pazzo superprotone (del mio post precedente) ipotizzavo una nuova interazione sconosciuta a noi umani e derivante (prodotta e caratterizzata) dall'unione di 3 quark di tipo uguale, che annullerebbe la 'percezione' della massa delle particelle interessate e quindi del loro peso (spiegandone così la quasi totale trasparenza a tutti gli esperimenti...)
    Ciò spiegherebbe l'apparente micromassa di elettroni e neutrini che sarebbero solo le 'ombre percepibili' (cioè visibili nella nostra fisica attuale) risultanti dall'interazione tra particelle trasparenti composte da 3 quark dello stesso tipo (superprotoni e 'negatroni' - [il mio negatrone sarebbe la particella reale che giace invisibile nello spazio e che si manifesta come elettrone se sollecitata da un interazione con altre particelle, idem per superprotone -> neutrino]) e le particelle visibili (con massa percepibile) composte da 3 quark di tipo diverso (cioè protoni e neutroni).

    PS: Probabilmente la vera notizia è semplicemente che stanno facendo un ultimo, disperato tentativo, di non far chiudere il Fermilab. Ma il piacere di immaginare di vedere sovvertita la fisica attuale magari scoprendo che davvero 'Dio non gioca a dadi' è decisamente notevole!!

    Ciao!

  86. Pubblicato il 7 aprile 2011 alle 13:19 | Permalink

    Il segnale di CDF è interessante e vorrei discuterlo (sto pensando a un post dedicato, ma dovrete attendere la settimana prossima), ma certo non se ci mettiamo a fare questi benedetti voli pindarici di cui già sai cosa penso (non bene, nel caso ti fosse sfuggito).

  87. lallo
    Pubblicato il 8 aprile 2011 alle 08:51 | Permalink

    conto sul post!!
    PS: non mi era sfuggito :-)))

  88. Jonathan
    Pubblicato il 18 aprile 2011 alle 20:40 | Permalink

    A me il fatto che la MQ sia così bizzarra mi da sicurezza... l'idea di un mondo governato dalla meccanica classica mi da i brividi !
    .
    La MQ in un certo senso si avvicina di più alla possibilità di spiegare quello che è il libero arbitrio di noi esseri e umani... ok la casualità non è assolutamente il libero arbitrio ma è sempre meglio che una descrizione meccanicistica esatta prevedibile e calcolabile !
    .
    No no... non ho fumato nulla... viva le "assurdità" della MQ e viva chi ha la pazienza e le capacità per studiarla e capirla 😀
    .
    Marco sarei troppo contento se spiegassi ad oliver cosa è l'entanglement quantistico. Ho letto qua e la qualche cosa ma su internet spesso incappo in siti... come dire new age che poi degenerano in spiegazioni tra il mistico e la pace cosmica che rendono ai miei occhi quelli che inizialmente sembrano essere implicazioni interessanti delle bufale belle e buone 🙁 ... In oltre mi piacerebbe sapere quale è secondo te l'interpretazione più corretta dei fenomeni che mostrano che a livello sub atomico le particelle sembrino "conoscere" eventi futuri, per esempio sempre nell'esperimento della doppia fenditura quando si mette il rilevatore tra le fenditure e la lastra.

  89. enrico perucca
    Pubblicato il 10 maggio 2011 alle 14:54 | Permalink

    eh eh l'esperimento di Young con le interferenze è stato votato come il + bello della fisica, anche se quello di Michelson Morley sulla luce che apre alla relatività nn è male, poi prova a spiegarlo al dog.....
    io lo spiego ai miei alunni lobotomizzati nelle ore buche e loro nn ci credono mai.....
    A me invece devi spegare in parole poverissime l'esperimento di Afshar che secondo alcuni fa a botte col primo...... o provato con wikipedia ma lì è solo matematica e nn mi va proprio giù...............
    naturalmente se e quando puoi????? grazie
    enrico

  90. Pubblicato il 25 maggio 2011 alle 15:52 | Permalink

    Ciao Enrico,

    L'esperimento di Afshar (e soprattutto la sua interpretazione) non va giù mica solo a te, ma a gran aprte della comunità dei fisici. La pagina di Wikipedia in inglese è piuttosto discorsiva (niente formule) nel fare un riassunto delle posizioni (anche se non necessariamente più digeribile 🙂 ):

    http://en.wikipedia.org/wiki/Afshar_experiment

  91. Piero
    Pubblicato il 14 agosto 2011 alle 13:40 | Permalink

    Sono stupefatto. I miei studi di un secolo fa si fermavano alla comunicazione (neanche fosse un TG) generica che la luce era anche un fenomeno di particelle. Poi dovetti chiudere i libri. Non so neanche io come sono capitato sul suo sito ma è riuscito a farmi comprare Alice nel paese dei quanti. Ora ho capito anche come sono arrivato qui ma non ne sono sicuro. Due domande.
    - sono preoccupato per le analisi. Fino a che livello di grandezze si manifestano queste interferenze o la loro scomparsa ? Quando l'analista mi guarda le cellule con microscopio spinto e mi dice che non c'è nulla mi posso fidare ?
    - c'è qualche esempio che non richiede la conoscenza (o il ricordo) della matematica superiore che faccia capire come il modello quantistico spiega molto piu precisamente fenomeni macroscopici ? Che so la caduta di un grave, la rivoluzione di un pianeta ?
    No è ? Chiedo scusa per la mia interferenza comunque grazie.

  92. Pubblicato il 18 agosto 2011 alle 10:00 | Permalink

    @Piero: benvenuto! A quali analisi ti riferisci? Analisi mediche? Anche fosse, non mi preoccuperei: anche a distanze in cui si manifestano fenomeni quantistici, questo non vuol dire che non sappiamo dove si trovino gli oggetti che osserviamo. Il punto è che lo sappiamo (con una certa precisione, più che sufficiente a identificare la posizione di una cellula) soltanto una volta che osserviamo. E il tragitto che alcuni di questi oggetti fanno può in certi casi seguire percorsi anti-intuitivi. Quanto alle seconda domanda, penso ci sia un fraintendimento di fondo: la MQ non spiega meglio nessun fenomeno macroscopico, anzi! A quelle distanze di fatto si riduce alla meccanica classica, per cui non c'è nessun motivo di utilizzarla.

  93. Piero
    Pubblicato il 18 agosto 2011 alle 20:44 | Permalink

    Grazie per l'attenzione e per la precisazione sulla seconda domanda. La prima era una battuta ovviamente sulla indeterminazione applicata alla medicina (anche se a volte mi viene il sospetto che davvero vanno a naso). Buon lavoro

  94. StefanoP
    Pubblicato il 11 ottobre 2011 alle 19:35 | Permalink

    Ciao,
    intanto mi presento; ingegnere, appassionato di fisica, mi diletto in letture di cui spesso non capisco che il 20-30% che comunque stimolano i mie
    Mi affascina la MQ perche' sottintende l'esistenza di una realta' sfuggente, lontana dalla fenomenologia di tutti i giorni.
    Un contributo alla polemica che ho letto nel thread e' l'idea dell'esperimento di Wheeler con la scelta ritardata, nel quale l'osservazione modifica qualcosa che in teoria dovrebbe essersi gia' verificato nel passato... con tutti i paradossi temporali che ne conseguono e l'incredibile applicazione su scala astronomica secondo cui un fotone emesso da un quasar dovrebbe aver avuto una premonizione di 8 miliardi di anni sul modo con cui sarebbe stato rilevato...

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  • Mi chiamo Marco Delmastro, sono un fisico delle particelle che lavora all'esperimento ATLAS al CERN di Ginevra.

    Su Borborigmi di un fisico renitente divago di vita all'estero lontani dall'Italia, fisica delle particelle e divulgazione scientifica, ricerca fondamentale, tecnologia e comunicazione nel mondo digitale, educazione, militanza quotidiana e altre amenità.

    Ho scritto un libro, Particelle familiari, che prova a raccontare cosa faccio di mestiere, e perché.

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