Re: la forza di gravità...

Inviato da  Lord9600XT il 18/11/2012 23:10:14

Citazione:
Il ben noto dualismo tra onda e corpuscolo della luce e delle particelle elementari (come elettrone) è stato risolto all'interno della Meccanica Quantistica così come la conosciamo oggi (che è ben diversa dalla prima MQ formulata agli inizi del 1900, conosciuta anche sotto il nome di "Vecchia Meccanica Quantistica").

La luce è composta da particelle dette fotoni (e non è un particolare stato della materia ). I fotoni hanno particolari proprietà: sono bosoni di spin 1, sono privi di massa a riposo (ciò si traduce nel fatto che non è possibile osservare un fotone in stato di quiete) e mediano i fenomeni elettromagnetici (ovvero, due elettroni interagiscono elettromagneticamente tra di loro scambiandosi un fotone).

A livello elementare, tutta la materia da noi conosciuta è composta da particelle, corpuscoli. Pertanto, la luce non è un'onda, bensì è formata da particelle vere e proprie, i fotoni.

Vediamo di capire allora perché la vediamo comportarsi come un'onda (cosa che è manifesta, ad esempio, dalle equazioni di Maxwell, le quali descrivono in maniera eccellente i fenomeni elettrici e magnetici da un punto di vista classico).

La Meccanica Quantistica ha, alla sua base, diversi postulati (formulati su base sperimentale). Quelli che ci interessano in questo caso sono due:

- l'evoluzione temporale di ogni stato quantistico è descritto dall'equazione di Schrodinger, le cui soluzioni sono dette funzioni d'onda;
- non si calcolano più risultati certi e predeterminati, bensì probabilità di ottenere determinati risultati: tali probabilità si calcolano svolgendo il modulo quadro della funzione d'onda.

Una conseguenza del primo postulato in questione vi è il principio di sovrapposizione, valido anche per qualsiasi meccanica ondulatoria: se hai due soluzioni distinte dell'equazione di Schrodinger, anche la somma sarà soluzione. Questo è conseguenza matematica del fatto che tale equazione è lineare.

Come si combina il principio di sovrapposizione con il postulato sulla probabilità?

Supponi di avere un sistema fisico e di risolvere l'equazione di Schrodinger associata. Ad esempio, sia l'esperimento della doppia fenditura: o la luce passa dal foro 1 (indicheremo tale stato con |1>) o passa dal foro 2 (indicheremo tale stato con |2>). Questi due stati saranno la soluzione dell'equazione di Schrodinger del sistema.

Ora, si vuole calcolare la probabilità di avere qualche cosa. Tu non sai da dove passa la luce (per saperlo, dovresti tappare uno dei due fori). Pertanto, a priori, il tuo stato fisico sarà dato dalla sovrapposizione di |1> e di |2>, visto che non puoi escludere con certezza nessuno dei due (a meno, ripeto, di cambiare l'esperimento :P ). Quindi, il tuo stato è:

|1> + |2>

Per calcolare la probabilità dello stato finale fai il quadrato, che è pari a (la notazione cambierà un pochino, introducendo oggetti del tipo <qualcosa|, ma è solo per essere fomali: ai fini pratici è come avere |qualcosa>)

<1|1> + <2|2> + <1|2> + <2|1>

Immagino che ti chiederai cosa diamine vuol dire ciò. Allora: se il fotone passasse dai fori senza dare interferenza avresti solo i primi due termini, che ti danno, in soldoni, la probabilità che la particella passi dal foro 1 senza che sia influenzato dal 2 e viceversa (infatti hai una scrittura del tipo <1|1> o <2|2>).

Gli altri due termini, invece, sono i ben noti termini di interferenza, ed indicano, grossolanamente, la probabilità che la particella passi dal foro e che sia (in qualche modo) influenzata dal 2 e viceversa.

Ripetendo tante volte l'esperimento traspare, pertanto, la famosa figura di interferenza proprio perché questa è uno dei possibili risultati dell'esperimento!

In sostanza: tutta la materia ha una natura corpuscolare/particellare. Si ottengono degli effetti ondulatori se si tengono di conto il principio di sovrapposizione e il calcolo delle probabilità. Quindi: niente dualismo onda-corpuscolo, bensì Meccanica Quantistica!


Spero di essere stato sufficientemente chiaro.