4. Cercando una logica illogica

[Vincenzo Zappalà]

per tutti:

vorrei ribadire un concetto semplicissimo che è poi quello fondamentale.

L'elettrone (o qualsiasi particella) può essere rappresentato come l' insieme infinito di possibil posizioni che può assumere. Tutte queste possibili posizioni possono essere descritte come un'onda di probabilità che, sotto opportune condizioni (doppia fenditura) , può interferire con se stessa e dare luogo al fenomeno utilizzato da Feynman. Tuttavia, l'esperimento è solo uno dei tanti metodi che si possono usare per scoprire il comportamento della particella. Il vero succo è che la particella può trovarsi dovunque e che la sua vera posizione è indeterminata fin tanto che non si determina (sembra un'ovvietà, ma è proprio il punto chiave). A quel punto, scoperta la sua reale posizione, tutte le altre possibilità spariscono. In altre parole, la particella è sempre particella, ma la sua posizione è indeterminata e lei si manifesta come un'onda, ossia un insieme di probabilità, capace anche di interferire e cambiare, quindi, la distribuzione della probabilità nei punti in cui interferisce (questo vuol dire "interferenza": cambiamento della distribuzione di probabilità).

Non conta, quindi, come riveliamo la sua posizione. L'importante è che si venga a conoscere e che sia sicura. Se una particella viene SCOPERTA in qualche modo, non ha più alcuna possibilità di trovarsi altrove. L'assassino è stato scoperto. Questo è il concetto da tenere a mente. Tutto il resto è legato all'esperimento che, come detto, è solo stato un mezzo per scoprire il comportamento delle particelle. D'ora in poi possiamo anche dimenticarcelo. La sua genialità e la sua generalità sta proprio nell'avere messo in chiaro una problematica che non poteva descriversi, anche se molte erano le prove di qualcosa di strano legato alle particelle (vedi articoli di Red). La doppia fenditura e il dividere le probabilità in 50 e 50% e tutto il resto è di una genialità incomparabile. Pensateci bene. Senza, in fondo, sapere ancora bene il risultato, Feynman è riuscito a predisporre un esperimento che mettesse in evidenza perfettamente la situazione, mettendo paletti che non potevano essere ambigui.

Alla fine, però, ripeto ancora, l'unica cosa da ricordare è che una particella ha questo strano comportamento del tutto indeterminato finchè non viene localizzata. Heisenberg ne dà una descrizione molto più fisica e matematica, ma il succo è già tutto qui... Non pensate, però, che le formule che verranno applicate possano dare una logica a questo comportamento illogico. Ancora una volta, possono solo descrivere sempre meglio il fenomeno.

Adesso, pubblico anch l'ultimo articolo, così potete legare le varie parti e rileggere attentamente il tutto. Poco alla volta la porta del paese delle Meraviglie si aprirà del tutto e direte: tutto qua???? E nessun gatto e coniglio o regina potrà veramente meravigliarvi!!!!

[manuela]

Tra parentesi... hai letto il raccontino (forse da molti considerato polemico): http://www.astronomia.com/2013/08/30...le-nuove-news/ (te l'avevo dedicato...).

lo vado a leggere subito, non sai come sono contenta di questo grande mistero che ci obbliga da un lato a cercare, dall'altro all'umiltà di accettare... che richiede comunque una grande maturità perchè non è facile accettare certe cose da un lato senza spiegazione e rimanere rigorosi, ma nel contempo applicare la proprio creatività immaginativa (tanto che queste teorie vengono applicate a cose pratiche) senza però cadere nel pericolo di superstizioni o invenzioni truffaldine (nella comunità scientifica non è possibile perchè c'è il controllo di tante menti eccelse, ma immagina nella quotidianità: qualunque furbetto potrebbe usare queste teorie per far attribuire credito a certe favole truffaldine con delle persone semplici, ti ricordi ad esempio la truffa della stufetta a infrarossi che curava il cancro? pazzesco..)speriamo che quando la MQ sarà alla portata di tutti sia anche "insegnata" a tutti in modo che nessuno la possa usare per scopi illeciti.
Un grande GRAZIE A TUTTI QUELLI CHE HANNO COMMENTATO: con le loro domande e le risposte di Enzo i concetti si sono fissati per bene nella testa.

[mmanzato]

Per "osservare" o "misurare" un elettrone bisogna spararci fotoni, questo è un tipo di osservazione, perturbare l'elettrone tramite fotoni.

Ma anche il fotone è un onda/particella, e i due interagiscono in modo quantistico. Quand'anche il fotone abbia interagito (o meno), io ancora non lo so. Se non vado a controllare cos'ha fatto quel fotone non ho ancora osservato/misurato nulla. E l'indagine su quel fotone la posso fare solo a posteriori, dopo che l'interazione ha avuto luogo, e quindi l'elettrone si materializza (o meno) ma retroattivamente.

Quindi:
1) sparo l'elettrone
2) sparo il fotone
3) fotone ed elettrone interagiscono (quantisticamente)
4) fotone ed elettrone continuano la loro propagazione, ancora come onde (non ho ancora osservato né l'uno né l'altro)
5) "ottengo conoscenza" sul fotone, tanto per evitare l'uso delle parole "osservare" o "misurare". Solo a questo punto il fotone si manifesta, e di conseguenza si manifesta (o meno) un elettrone coerente con le caratteristiche osservate (=conosciute) del fotone.

Spero che la questo sia in linea di massima corretto. Comunque, la mia vera domanda è sul punto 5).

Ho il sospetto che non dobbiamo per forza essere geni come Feynman, allestire fenditure, collocare rilevatori, ecc. per far saltar fuori la corpuscolarità di elettroni e fotoni. Voglio dire, sospetto che elettroni-particella, fotoni-particella e tutto il resto della banda si manifestino continuamente nella realtà ordinaria. Noi non osserviamo tutti gli elettroni-onda che ci sono dentro di noi, ma ho il sospetto che nondimeno questi continuino a collassare in elettroni-particella e a rivolatilizzarsi in elettrone-onda subito dopo. Se è così, allora dev'esserci un processo diverso, che è alla base dell'osservazione o della misura, ma più sottile e che può operare indipendentemente da esse e che è il vero responsabile del collasso della funzione d'onda.

[Vincenzo Zappalà]

Ho il sospetto che non dobbiamo per forza essere geni come Feynman, allestire fenditure, collocare rilevatori, ecc. per far saltar fuori la corpuscolarità di elettroni e fotoni. Voglio dire, sospetto che elettroni-particella, fotoni-particella e tutto il resto della banda si manifestino continuamente nella realtà ordinaria. Noi non osserviamo tutti gli elettroni-onda che ci sono dentro di noi, ma ho il sospetto che nondimeno questi continuino a collassare in elettroni-particella e a rivolatilizzarsi in elettrone-onda subito dopo. Se è così, allora dev'esserci un processo diverso, che è alla base dell'osservazione o della misura, ma più sottile e che può operare indipendentemente da esse e che è il vero responsabile del collasso della funzione d'onda.

sì, esiste sicuramente ed è la determinazione di una probabilità del 100%. Tutta la natura, di cui noi facciamo parte, fa parte del sistema.

[AlexanderG]

Se a1 e a2 rimangono gli stessi nei due casi allora(a1 + a2)² > (a1²+a2²) per la particella 2a1*a2?

se ho capito bene direi proprio di sì. D'altra parte cambia la distribuzione della probabilità: da una curva con due o anche un solo picco si arriva a una specie di onda...

Credo che Beppe si riferisca al fatto che (a1 + a2)² = a1² + a2² + 2*a1*a2

[Lampo]

Caro Enzo, hai davvero una pazienza e una voglia stimabile di far tutto ciò...un grazie anche da parte mia per questi articoli che, a furia di far borsette, li prendo come un ripasso preziosissimo!

Già che ci sono ti faccio anch'io una domandina "banale"...ma come si fa tecnicamente negli esperimenti a lanciare un solo fotone/elettrone alla volta...? Premetto che non ho ancora letto tutti i commenti, nel caso avessi già dato una riposta a questa domanda chiedo venia...

Grande Enzone!

[Vincenzo Zappalà]

Caro Enzo, hai davvero una pazienza e una voglia stimabile di far tutto ciò...un grazie anche da parte mia per questi articoli che, a furia di far borsette, li prendo come un ripasso preziosissimo!

Già che ci sono ti faccio anch'io una domandina "banale"...ma come si fa tecnicamente negli esperimenti a lanciare un solo fotone/elettrone alla volta...? Premetto che non ho ancora letto tutti i commenti, nel caso avessi già dato una riposta a questa domanda chiedo venia...

Grande Enzone!

ciao grande!
i metodi sono squisitamente tecnici e tu sai che io non ho grande esperienza in tecnologia. Per gli elettroni sicuramente si sfrutta l'effetto fotoelettrico. Comunque, cercando si trovano la spiegazioni di queste apparecchiature...
Ti chiedo scusa se non lo faccio io, ma in questi giorni devo fare un mucchio di cose, dato che poi per una settimana niente aiuto in casa e niente macchina...

[davide1334]

l'ho riletto un pò...ma non ce la posso fare!!!!!!cioè mi sembrava vagamente di aver capito(di non capire boh)quelloche viene spiegato,però ora mi torna l'assurdo: allora, c'è un esperimento unico,ok?facciamo che ci siano due due"team" di persone indipendenti che non interagiscono tra loro;il team a osseva l'esperimento passivamente basandosi solo sulla parete finale e constata effettivamente che un maggior numero di elettroni va a "sbattere" nel punto centrale m della parete come effettivamente rileva l'onda n12 ondulatoria.
il "team" b invece osserva dentro allo "scatolone" ed individua gli elettroni "strada facendo" illuminandoli:alla fine anche il team b rileva gli elettroni che sbattono sulla parete finale e constata che gli elettroni vanno a sbattere in maggiore quantità non nella parte centrale tra i due fori,ma in maniera uguale "in dritto" alle due fenditure....è cosi?
e mi sembra di capire che l'illuminazione che il team b fa all'interno della scatola non influisce affatto su quello che vede il team a,è giusto?dove sbaglio?
ahhhhh che manicomio

[Vincenzo Zappalà]

allora, c'è un esperimento unico,ok?facciamo che ci siano due due"team" di persone indipendenti che non interagiscono tra loro;il team a osseva l'esperimento passivamente basandosi solo sulla parete finale e constata effettivamente che un maggior numero di elettroni va a "sbattere" nel punto centrale m della parete come effettivamente rileva l'onda n12 ondulatoria.
il "team" b invece osserva dentro allo "scatolone" ed individua gli elettroni "strada facendo" illuminandoli:alla fine anche il team b rileva gli elettroni che sbattono sulla parete finale e constata che gli elettroni vanno a sbattere in maggiore quantità non nella parte centrale tra i due fori,ma in maniera uguale "in dritto" alle due fenditure....è cosi?
e mi sembra di capire che l'illuminazione che il team b fa all'interno della scatola non influisce affatto su quello che vede il team a,è giusto?dove sbaglio?
ahhhhh che manicomio

stai contestando gli ultimi due esperimenti che invece sono veri.
Dunque: ciò che capita è sempre uguale (non capisco cosa sia lo scatolone..). In ogni modo: se il team b localizza l'elettrone, ossia si rende conto che è passato da un foro, anche il team a, benchè non abbia interferito con la visione, vedrà sparire l'interferenza. D'altra parte il team b ha scoperto dove passa l'elettrone e quindi annulla l'altra onda. L'interferenza non c'è per nessuno dei due team.
In fondo è quello che capita nei due esperimenti descritti nell'articolo. Non importa chi fa qualcosa, ma il fatto che l'elettrone è stato individuato o dedotto come particella per distruggere l'interferenza.

[Vincenzo Zappalà]

l'ho riletto un pò...ma non ce la posso fare!!!!!!cioè mi sembrava vagamente di aver capito(di non capire boh)quelloche viene spiegato,però ora mi torna l'assurdo: allora, c'è un esperimento unico,ok?facciamo che ci siano due due"team" di persone indipendenti che non interagiscono tra loro;il team a osseva l'esperimento passivamente basandosi solo sulla parete finale e constata effettivamente che un maggior numero di elettroni va a "sbattere" nel punto centrale m della parete come effettivamente rileva l'onda n12 ondulatoria.
il "team" b invece osserva dentro allo "scatolone" ed individua gli elettroni "strada facendo" illuminandoli:alla fine anche il team b rileva gli elettroni che sbattono sulla parete finale e constata che gli elettroni vanno a sbattere in maggiore quantità non nella parte centrale tra i due fori,ma in maniera uguale "in dritto" alle due fenditure....è cosi?
e mi sembra di capire che l'illuminazione che il team b fa all'interno della scatola non influisce affatto su quello che vede il team a,è giusto?dove sbaglio?
ahhhhh che manicomio

attenzione, però, che bisogna essere sicuri di non farsi scappare qualche elettrone (come detto nell'articolo precedente), perchè se in effetti l'elettrone non è stato rivelato per scarsezza di luce allora l'interferenza continua a rimanere (perchè non è stato stabilito da che parte è passato). Quindi devo essere sicuro che l'elettrone sia passato o NON sia passato da un certo foro. Se c'è incertezza la probabilità resta al 50%. Capisci, adesso, perchè Feynman aveva voluto anche segnare quelli non visti perchè scappati...?