4. Cercando una logica illogica

[manuela]

Scaricato e stampati tutti gli articoli MQ così posso portarli sempre con me e approffittare di ogni momento per leggere perchè, diciamocelo, io ho bisogno di un tot per arrivare in fondo, poi devo rileggere, e rileggere.... se aspetto di essere a casa e avere il tempo di stare al pc....
Meno male che abbiamo una settimana di tempo per digerire ..... Grazie Enzo, stai facendo un lavoro pazzesco, non so come fai....grazie

[alexander]

E’ veramente un bellissimo articolo, forse uno dei più belli scritti da Enzo nel sito!
Avevo una vaga conoscenza del fenomeno dell’osservazione che fa collassare la funzione d’onda ma la seconda parte dell’articolo era cosi ricca di spunti di riflessione che invece sono collassate tutte le mie certezze!
Avrei numerosissime domande, per rispetto nei confronti di tutti cercherò di ridurne il più possibile il numero ed esprimerle anche in modo comprensibile anche se non è semplice.
In estrema sintesi si dovrebbe considerare l’elettrone come qualcosa che esiste solo in uno stato probabilistico (o nuvola di probabilità) e solo al momento di una eventuale osservazione viene ad occupare una sola delle sue possibilità di esistenza cominciando a vivere una vita reale e facendo collassare la funzione d’onda rendendo impossibili tutte le sue altre possibilità di esistenza..
Domanda 1: se l’elettrone è una nuvola di probabilità che si muove come un’onda,quando passa dalla fessura 1 aperta e con la fessura 2 chiusa dovrei avere lo stesso risultato di un’onda invece ho lo stesso risultato di un proiettile. Questo è dovuto al fatto che è la stessa tavola di tungsteno a funzionare da rilevatore e quindi a rendere reale con l’osservazione solo 1 possibilità e rendere impossibili le altre facendo collassare la nuvola di probabilità in una sola particella reale?
Domanda 2: Con le due fessure aperte e senza osservazione si crea l’interferenza. Mi sembra di aver capito che ciò deriva dal fatto che la nuvola di probabilità, al momento del passaggio nelle fenditure, si sdoppia in due nuvole di probabilità che possono interferire tra loro. E’ corretto?
Se fosse effettivamente cosi cosa succederebbe se procedo a fare la rilevazione subito prima delle fenditure e non dopo? In tal caso presumo che la nuvola di probabilità collasserebbe prima e quindi, se le fenditure non sono troppo lontane, l’elettrone passerebbe solo da una fenditura (senza creare lo sdoppiamento della nuvola) determinando quindi lo stesso risultato del proiettile (invece se la rilevazione fosse troppo lontana non cambierebbe nulla)
Domanda 3: Attraverso l’osservazione posso far collassare la funzione d’onda facendo occupare all’elettrone una sola sua possibilità di esistenza.
A questo punto posso “regolare” le osservazioni in moda da ottenere solo una determinata esistenza dell’elettrone? In pratica posso agire sulla natura in moda da realizzare solo le possibilità che voglio?
Per spiegarmi meglio faccio un esempio: se con le 2 fenditure aperte metto un rilevatore appena dopo la fenditura 2. Magari ottengo elettroni solo in corrispondenza della fessura 2 senza interferenza ed elettroni nella fessura 1….

Scusate tutti se sono stato troppo lungo e se dalle domande si evince che non ho capito bene però non volevo perdere l’occasione di porre queste domande!

[Vincenzo Zappalà]

E’ veramente un bellissimo articolo, forse uno dei più belli scritti da Enzo nel sito!
Avevo una vaga conoscenza del fenomeno dell’osservazione che fa collassare la funzione d’onda ma la seconda parte dell’articolo era cosi ricca di spunti di riflessione che invece sono collassate tutte le mie certezze!
Avrei numerosissime domande, per rispetto nei confronti di tutti cercherò di ridurne il più possibile il numero ed esprimerle anche in modo comprensibile anche se non è semplice.
In estrema sintesi si dovrebbe considerare l’elettrone come qualcosa che esiste solo in uno stato probabilistico (o nuvola di probabilità) e solo al momento di una eventuale osservazione viene ad occupare una sola delle sue possibilità di esistenza cominciando a vivere una vita reale e facendo collassare la funzione d’onda rendendo impossibili tutte le sue altre possibilità di esistenza..
Domanda 1: se l’elettrone è una nuvola di probabilità che si muove come un’onda,quando passa dalla fessura 1 aperta e con la fessura 2 chiusa dovrei avere lo stesso risultato di un’onda invece ho lo stesso risultato di un proiettile. Questo è dovuto al fatto che è la stessa tavola di tungsteno a funzionare da rilevatore e quindi a rendere reale con l’osservazione solo 1 possibilità e rendere impossibili le altre facendo collassare la nuvola di probabilità in una sola particella reale?
Domanda 2: Con le due fessure aperte e senza osservazione si crea l’interferenza. Mi sembra di aver capito che ciò deriva dal fatto che la nuvola di probabilità, al momento del passaggio nelle fenditure, si sdoppia in due nuvole di probabilità che possono interferire tra loro. E’ corretto?
Se fosse effettivamente cosi cosa succederebbe se procedo a fare la rilevazione subito prima delle fenditure e non dopo? In tal caso presumo che la nuvola di probabilità collasserebbe prima e quindi, se le fenditure non sono troppo lontane, l’elettrone passerebbe solo da una fenditura (senza creare lo sdoppiamento della nuvola) determinando quindi lo stesso risultato del proiettile (invece se la rilevazione fosse troppo lontana non cambierebbe nulla)
Domanda 3: Attraverso l’osservazione posso far collassare la funzione d’onda facendo occupare all’elettrone una sola sua possibilità di esistenza.
A questo punto posso “regolare” le osservazioni in moda da ottenere solo una determinata esistenza dell’elettrone? In pratica posso agire sulla natura in moda da realizzare solo le possibilità che voglio?
Per spiegarmi meglio faccio un esempio: se con le 2 fenditure aperte metto un rilevatore appena dopo la fenditura 2. Magari ottengo elettroni solo in corrispondenza della fessura 2 senza interferenza ed elettroni nella fessura 1….

Scusate tutti se sono stato troppo lungo e se dalle domande si evince che non ho capito bene però non volevo perdere l’occasione di porre queste domande!

Mamma mia!
Ok, l'idea generale è esatta, passiamo alle domande singole.
1) "se l’elettrone è una nuvola di probabilità che si muove come un’onda,quando passa dalla fessura 1 aperta e con la fessura 2 chiusa dovrei avere lo stesso risultato di un’onda...". E infatti ce l'abbiamo. Anche l'acqua se passa da un solo foro non genera interferenza. Intensità dell'onda e numero (o probabilità) degli elettroni sono distribuiti nello stesso modo! Il "clic" che fa l'elettrone è dovuto al fatto che quando l'onda arriva sul rivelatore, questo -appunto- lo rileva e lo fa diventare particella.

2) "Se fosse effettivamente cosi cosa succederebbe se procedo a fare la rilevazione subito prima delle fenditure e non dopo? In tal caso presumo che la nuvola di probabilità collasserebbe prima e quindi, se le fenditure non sono troppo lontane, l’elettrone passerebbe solo da una fenditura (senza creare lo sdoppiamento della nuvola) determinando quindi lo stesso risultato del proiettile (invece se la rilevazione fosse troppo lontana non cambierebbe nulla)"

Attenzione: se io rilevo prima delle fenditure, trasformo una sola onda (non si è ancora sdoppiata) in una particella e quindi ormai si comporterà come tale è passerà o non passerà come quando uso una sola fenditura. Anche se lo faccio molto prima, ormai l'onda non esiste più... ricordiamoci che addirittura il rivelamento dopo è capace di ditruggere l'onda che era già passata dall'altro foro. Figuriamoci se lo trasformiamo prima in particella. A quel punto non esiste più onda.

3) "se con le 2 fenditure aperte metto un rilevatore appena dopo la fenditura 2. Magari ottengo elettroni solo in corrispondenza della fessura 2 senza interferenza ed elettroni nella fessura 1….". Attenzione. Se rivelo l'elettrone che passa da 2, ovviamente sparisce anche l'onda che passa da 1 (come detto esplicitamente nel testo). Se non lo vedo passare da 2, vuol dire che passa da 1 (deduzione ovvia) e quindi tanto basta a farlo diventare comunque elettrone. La prossima puntata c'è proprio un'esperienza di questo tipo. L'unico modo per non distruggere l'interferenza è NON VEDERE PASSARE l'elettrone nè da 2 nè da 1 e nemmeno poter dedurre da dove sia passato. Ossia non guardare per niente....
In generale, sì, come dicevo prima: osservando o deducendo o quello che si vuole, si può decidere come trasformare l'elettrone e infatti ormai questa tecnologia è di uso comune. Non sono paradossi che si possono risolvere quelli della MQ, ma paradossi che fanno parte della realtà e che non possono essere spiegati. E' un po' come quello dei gemelli della relatività. Il paradosso non è il fatto che uno invecchi di meno (fa parte della reltà anche se strana), ma il fatto che non lo facciano tutti e due (che sembrava non potere essere spiegato)! Non speriamo, però, di comandare la natura. Per lei è normale vivere in un doppio stato e noi facciamo parte della sua esistenza decidendo quale vogliamo... Anche noi, subiamo le stesse regole, ma il fatto è che siamo troppo "pesanti" e se la massa cresce dinuisce la lunghezza d'onda delle vibrazioni di probabilità e non ce ne accorgiamo! Ma ne parleremo più in là... La dualità arriva fino a livello molecole... a volte.

[Red Hanuman]

La dualità arriva fino a livello molecole... a volte.

Non solo, a quanto pare. Ho letto in un trafiletto che alcuni scienziati dell'università di Calgary sono riusciti a rendere "visibile" un fotone entangled con un'altro, amplificando per interferenza il raggio di luce 100 milioni di volte e poi riducendolo nuovamente per verificarne la correlazione.... Ed esisteva ancora l'entanglement.
QUI l'articolo (a pagamento)....
Ma non fatevi fuorviare e andate avanti passo passo....

[Vincenzo Zappalà]

Scaricato e stampati tutti gli articoli MQ così posso portarli sempre con me e approffittare di ogni momento per leggere perchè, diciamocelo, io ho bisogno di un tot per arrivare in fondo, poi devo rileggere, e rileggere.... se aspetto di essere a casa e avere il tempo di stare al pc....
Meno male che abbiamo una settimana di tempo per digerire ..... Grazie Enzo, stai facendo un lavoro pazzesco, non so come fai....grazie

cara Manu,
penso che sia la soluzione migliore... Aspettando troppo tra un articolo e l'altro (a parte il tempo a disposizione dei lettori) si innescava la voglia di fare previsioni e di far domande su quello che non era ancora stato spiegato. E' meglio avere il tutto (relativamente alla doppia fenditura) e poi vedere se ci sono problemi su tutta la problematica. Penso che domani inserirò anche la quinta parte e poi Red aspetterà un paio di settimane ad andare avanti...

In questo modo, avrò qualche giorno per le prime domande, mentre gli altri digeriscono e assimilano più lentamente...

Ovviamente, grazie a voi che leggete queste righe non certo banali, almeno concettualmente...

[Vincenzo Zappalà]

Nei confronti della Meccanica Quantistica siamo un po' come Eugenio Finardi:

« Ma siamo tutti come Willy Coyote
Che ci ficchiamo sempre nei guai
Ci può cadere il mondo addosso, finire sotto un masso
Ma noi non ci arrenderemo mai. »

Fotoni, Neutrini e perché no, gli elettroni si prendono gioco di noi perché possono correre veloce quasi appartenessero ad un altro mondo...

in realtò noi viviamo in un doppio mondo, in cui ogni particella può assumere due modi di vivere...

[Davide]

Buon pomeriggio a tutti!
Vediamo se ho capito bene...quindi:
la figura d'interferenza che ottengo sulla piastra posta a valle delle fenditure mostra un comportamento ondulatorio degli elettroni (o equivalemntemente delle altre particelle elementari) se non rilevati singolarmente a valle delle fenditure.
Al contrario se utilizzo un rilevatore a valle delle due fenditure la figura d'interferenza svanisce e visualizzo un comportamento corpuscolare delle particelle.
la domanda è?
ma la piastra utilizzata non rappresenta anch'essa un mezzo di rilevazione? e se la posizionassi più vicina alle fenditure?
se non cambia nulla anche in tal caso, significa che il metodo utilizzato per rilevare le particelle (fascio di luce o piastra) contribuisce a determinarne il comportamento? In tal caso però si tratterebbe di un' interazione tra particelle/onde a modificarne il comportamento e mi sembra di capire che ciò sia stato escluso...
mi sa che mi sono perso qualcosa...

[Vincenzo Zappalà]

Buon pomeriggio a tutti!
Vediamo se ho capito bene...quindi:
la figura d'interferenza che ottengo sulla piastra posta a valle delle fenditure mostra un comportamento ondulatorio degli elettroni (o equivalemntemente delle altre particelle elementari) se non rilevati singolarmente a valle delle fenditure.
Al contrario se utilizzo un rilevatore a valle delle due fenditure la figura d'interferenza svanisce e visualizzo un comportamento corpuscolare delle particelle.
la domanda è?
ma la piastra utilizzata non rappresenta anch'essa un mezzo di rilevazione? e se la posizionassi più vicina alle fenditure?
se non cambia nulla anche in tal caso, significa che il metodo utilizzato per rilevare le particelle (fascio di luce o piastra) contribuisce a determinarne il comportamento? In tal caso però si tratterebbe di un' interazione tra particelle/onde a modificarne il comportamento e mi sembra di capire che ciò sia stato escluso...
mi sa che mi sono perso qualcosa...

stai dicendo esattamente quello che succede nell'esperimento. La piastra è un rivelatore: infatti vi sarà un solo "clic" per ogni elettrone che picchierà come particella. Anch'essa trasforma un'onda in particella. Tuttavia la particella è rivelata quando ha già interferito con "se stessa" in stato ondulatorio, quindi anche in una posizione irreggiungibile da proiettili macroscopici (non ondulatori). In altre parole, sulla piastra vediamo particelle che derivano da onde che hanno interferito. E ciò è valido in tutte le posizioni in cui metti la piastra. Se invece la riveliamo quando è ancora distante dalla piastra (nei pressi della fenditura), la sua scoperta annulla l'onda gemella e la successiva interferenza. Il comportamento è del tutto simile (senza voler sapere da dove passa l'elettrone) a quello spiegato per le onde marine.
Tieni anche presente che i fronti d'onda che hanno attraversato le due fenditure perdono di significato appena noi cerchiamo di capire da dove è passato l'elettrone. In realtà lui passa sempre o da una o dall'altra parte, ma la probabilità di passare da una o dall'altra è del 50% e quindi è questa onda di probabilità che interferisce con se stessa (entrambe le fenditure hanno un'onda di probabilità che è uguale al 50%) e che viene rivelata come "clic" sulla piastra. Dato che però l'elettrone passa sempre o da una o dall'altra, il capire da dove è passato dona il 100% di probabilità a quella fenditura e annulla immediatamente l'altra onda di probabilità. Se io piazzassi la piastra attaccata alle due fenditure, saprei sempre da che parte è passato l'elettrone e non potrei avere interferenza.

Spero di essermi spiegato... Ricorda, comunque, ci non cercare una logica nel comportamento... se no non è MQ...

Teoricamente, basta un solo rivelatore vicino a una sola fenditura per annullare l'interferenza, dato che se non lo vediamo passare di lì vuol dire che è passato SICURAMENTE dall'altra parte. Abbiamo comunque scoperto da dove è passato e quindi è diventato particella... Il prossimo articolo fa proprio due esempi di esperimenti simili...

[carlo2002]

Innanzitutto tutta questa faccenda è un grande sballo, altro che films di fantascienza. Grazie Vincenzo che ci fai conoscere l'esistenza di questo grande mistero, se ne è sempre sentito parlare ma personalmente non ne avevo mai capito realmente l'importanza e la profondità.

Domande (tanto per abbandonare la logicità):

1.
Una delucidazione banale, sulla frase "La famosa onda di probabilità, ricordate?Adesso capite perché l’avevamo già introdotta."

Intendi dire quella che avevi definito come "ampiezza della probabilità" nell'articolo 3?
Stai parlando della stessa cosa giusto?

2.
Ad un certo punto dici "Se la luce è accesa N12 = N1 + N2, se la luce è spenta N1 ≠ N1 + N2."

Forse la disuguaglianza va corretta con "N12 ≠ N1 + N2"

3.
Questa frase mi fa pensare "Non possiamo che concludere che l’informazione del fotone “colto sul fatto” è stata immediatamente trasmessa all’onda transitata dall’altro foro ed essa è sparita."

Perchè si deduce che se il flusso di elettroni passato dal foro 1, ormai trasformato da ondulatorio in corpuscolare in quanto osservato, trasmetta questa informazione al flusso di elettroni passanti dal foro due e questo a sua volta si trasforma istantaneamente da ondulatorio in corpuscolare?
Non può essere possibile che il flusso passante dal foro due rimanga ondulatorio? In fondo non ci potrebbe più essere interferenza in quanto non sono più due onde che possono interferire tra di loro. Ma come possiamo essere certi che il flusso 2 non sia più ondulatorio se quando lo andiamo a rilevare lo vediamo come corpuscolare?
Non ci sarebbe più un'informazione istantanea pervasiva in tutto l'universo, mancherebbe solo l'interferenza tra due onde in quanto una di esse non esiste più.

4.
Questo esperimento è sempre stato fatto con un'unica fonte di elettroni? Se potesse essere eseguito utilizzando due fonti di elettroni distinte, una per ogni foro, ci sarebbe lo stesso l'effetto interferenza venendo a mancare l'ampiezza di probabilità?

5.
Perchè introdurre un'ampiezza di probabilità per giustificare una particella che si comporta come un'onda?
Non può essere che semplicemente queste particelle quando emesse siano proprio onde e quando rilevate avviene una perturbazione che le trasforma in particelle? La rilevazione durante il loro tragitto è tale e quale a quella eseguita al loro arrivo, sempre una rilevazione è.
(in questa domanda non so bene dove voglio arrivare, però mi frulla in testa e non so se mi sono spiegato bene)

[Vincenzo Zappalà]

Innanzitutto tutta questa faccenda è un grande sballo, altro che films di fantascienza. Grazie Vincenzo che ci fai conoscere l'esistenza di questo grande mistero, se ne è sempre sentito parlare ma personalmente non ne avevo mai capito realmente l'importanza e la profondità.

Domande (tanto per abbandonare la logicità):

1.
Una delucidazione banale, sulla frase "La famosa onda di probabilità, ricordate?Adesso capite perché l’avevamo già introdotta."

Intendi dire quella che avevi definito come "ampiezza della probabilità" nell'articolo 3?
Stai parlando della stessa cosa giusto?

2.
Ad un certo punto dici "Se la luce è accesa N12 = N1 + N2, se la luce è spenta N1 ≠ N1 + N2."

Forse la disuguaglianza va corretta con "N12 ≠ N1 + N2"

3.
Questa frase mi fa pensare "Non possiamo che concludere che l’informazione del fotone “colto sul fatto” è stata immediatamente trasmessa all’onda transitata dall’altro foro ed essa è sparita."

Perchè si deduce che se il flusso di elettroni passato dal foro 1, ormai trasformato da onda in particelle in quanto osservato, trasmetta questa informazione al flusso di elettroni passanti dal foro due e questo a sua volta si trasforma istantaneamente da onda in particelle?
Non può essere possibile che il flusso passante dal foro due rimanga sotto forma di onda? In fondo non ci potrebbe più essere interferenza in quanto non sono più due onde che possono interferire tra di loro. Ma come possiamo essere certi che il flusso 2 non sia più un'onda se quando lo andiamo a rilevare lo vediamo come particelle?
Non ci sarebbe più un'informazione istantanea pervasiva in tutto l'universo, mancherebbe solo l'interferenza tra due onde in quanto una di esse non esiste più.

4.
Questo esperimento è sempre stato fatto con un'unica fonte di elettroni? Se potesse essere eseguito utilizzando due fonti di elettroni distinte, una per ogni foro, ci sarebbe lo stesso l'effetto interferenza venendo a mancare l'ampiezza di probabilità?

5.
Perchè introdurre un'ampiezza di probabilità per giustificare una particella che si comporta come un'onda?
Non può essere che semplicemente queste particelle quando emesse siano onde e quando rilevate avviene una perturbazione che le trasforma in particelle? La rilevazione durante il loro tragitto è tale e quale a quella eseguita al loro arrivo, sempre una rilevazione è.
(in questa domanda non so bene dove voglio arrivare, però mi frulla in testa e non so se mi sono spiegato bene)

1) sì

2) hai perfettamente ragione. Puoi guardarlo cento volte, ma ci scappa sempre qualche errore... accidenti!

3) Tu dici: "Perchè si deduce che se il flusso di elettroni passato dal foro 1, ormai trasformato da onda in particelle in quanto osservato, trasmetta questa informazione al flusso di elettroni passanti dal foro due e questo a sua volta si trasforma istantaneamente da onda in particelle?"

No, dato che l'elettrone come particella si è materializzato dopo il foro 1, nel foro 2 non può più esistere niente poichè la probabilità è diventata ZERO. Non vi è nè particella nè onda.

In qualche modo l'onda passata in 2 viene a conoscenza della trasformazione di 1 (che ha ormai il 100% di probabilità) e sparisce nel nulla.

4) teoricamente sì, ma dovrebbero essere istantanei e con la stessa lunghezza d'onda e in fase e... inoltre interferirebbero già prima dei fori, dato che ogni elettrone è un'onda di probabilità... Se ho capito bene cosa intendi...

5) Puoi anche chiamarle onde "reali", ma in realtà non lo sono: esse indicano solo tutte le possibilità in cui un elettrone può trovarsi. Sono quindi un concetto astratto che diventa reale non appena si decide il suo futuro. Insomma, qualcosa del genere... Infine, è vero, alla fine diventa particella (una e una sola perchè una era partita), dato che è stata rivelata sulla piastra. Se nessuno le distrurba arrivano come onde fino alla piastra e poi diventano particelle. Tuttavia, dato che subiscono interferenza, l'onda di probabilità finale è massima nei punti di interferenza e quindi è più facile che proprio in quei punti avvenga la cosiddetta trasformazione in particella causata dalla rilevazione.

L'importante è sempre e comunque NON CERCARE DI CAPIRE. Nel momento in cui uno crede di aver capito il perchè e il come, quasi sicuramente sta allontanandosi dalla logica illogica della MQ. Non possiamo capirla, ma solo DESCRIVERLA, anche con l'aiuto di molte formule e con la certezza di potere applicare quanto abbiamo descritto.