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