Il Gatto di Schroedinger è Vivo o Morto?

Nella cultura degli appassionati di scienza (ma anche degli addetti del mestiere, a volte) vi è la tendenza a considerare il mondo quantistico ed il mondo classico come due inconciliabili aspetti della realtà che seguono regole diverse e, a volte, comunicano in modo nebuloso.  Illustre esempio è il celebre paradosso del gatto di Schroedinger: in una scatola sono presenti un gatto e del veleno in grado di ucciderlo, che viene rilasciato quando un rilevatore viene messo in funzione da un evento quantistico (un decadimento radioattivo, ad esempio). Secondo la più elementare comprensione della meccanica quantistica, lo stato quantistico rimane indeterminato fino ad averlo misurato, agendo su di esso osservandolo. Quindi il gatto, direttamente collegato al mondo quantistico tramite il veleno, rimarrà in uno stato indeterminato finchè non si apre la scatola e si osserva per accertarsi se sia vivo oppure morto.

Questa paradossale situazione, in cui uno stato classico si comporta come uno quantistico viene spesso citato per parlare di questi due mondi così diversi. Tuttavia, come disse Stephen Hawking a proposito: “Quando si parla di Gatto di Schroedinger, metto mano alla pistola”, perchè sebbene concettualmente affascinante questo classico esempio è fuorviante in quanto alimenta la dicotomia di due mondi inconciliabilmente diversi. Prosegui la lettura…

Per quanto strana possa sembrare, questa è la forma del lancio di due monete nel mondo quantistico (bosonico)

E’ ormai senso comune che il mondo quantistico funzioni su basi statistiche; dall’esempio del famoso gatto di Shroedinger anche i non addetti ai lavori hanno imparato ad interpretare i fenomeni quantistici come possibilità di fenomeni che vengono espletate solo con l’atto della misurazione, quindi col contatto fra il mondo classico ed il mondo quantistico.

Ma questo non a tutti chiarifica la vera differenza fra il mondo classico ed il mondo quantistico, un gatto classico ed un gatto quantistico, nella della scatola, avrebbero entrambi macroscopicamente la stessa probabilità e quindi dove sta la differenza? Solo nell’ignoranza fino all’osservazione della variabile?

Un fenomeno alternativo per figurarsi la differenza fra il mondo classico e quantistico è considerare come alcuni fenomeni siano sostanzialmente differenti nel mondo classico e nel mondo quantistico e restituiscano risultati diversi. Esistono tanti esempi di questo tipo (fenomeno delle due fenditure, esperimento Stern-Gerlach…etc…), ma una caratteristica sottovalutata dai divulgatori del mondo quantistico è il comportamento statistico che deriva dalla natura identica delle particelle.

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Le formule fisiche sono un affare complicato. Anche quelle sempliciotte, facili facili, alle volte sembrano buttate lì come a commento di un discorso che sta in piedi da solo (oppure senza alcun discorso, come deus ex solviproblemi), postille da imparare a memoria come date di noiose battaglie slavate nella memoria dei libri polverosi;  a volte sono così banali che le si affronta con sufficienza, a volte così difficili che le si legge con malcelata indifferenza.

Invece l’applicazione della matematica è un’arma potentissima nella comprensione dei meccanismi naturali, e sebbene il suo uso sconsiderato rischia di far sprofondare il senso di ciò che si fa dietro ad un volutamente sterile formalismo, dentro quello stesso formalismo è spesso scritto in modo meravigliosamente compatto l’essenza fisica che controlla processi universali.

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In una foto a lunga esposizione è possibile mettere in risalto la luce emessa dallo scotch quando viene srotolato

Spesso la parola radiazione evoca nell’uomo comune ancestrali paure legate a residui di affari pericolosi a proposito della produzione di energia o medicina nucleare. Invece radiazione è un termine generico per indicare una fauna di emissioni di svariata natura e pericolosità. A volte innocua e comune a tutti gli oggetti (come la radiazione di corpo nero o la radiazione luminosa che rimbalzando e venendo assorbita dagli oggetti ci permette di vedere) a volte più perniciosa e generata da fonti isotopiche o artificiali (come raggi X e gamma e tutta la radiazione ionizzante). Ogni tipo di radiazione in realtà permea indissolubilmente la natura quotidiana anche degli oggetti più comuni: ogni materiale è permeato di isotopi instabili che emettono diversi tipi di radiazione e difatti è molto difficile isolare dalle radiazioni provenienti dai materiali stessi durante esperimenti.

E’ risaputo come sia possibile generare radiazione elettromagnetica per mezzo di metodi meccanici, ad esempio semplicemente strofinando un palloncino, tale metodologia può arrivare anche a generare radiazione ad alta energia e pontenziali di milioni di Volt sofisticando leggermente il processo utilizzando una cinghia di materiale isolante per strofinare la palla conduttiva (ovvero il Generatore di Van der Graaf). Tale sistema viene utilizzato anche per costruire acceleratori di particelle chiamati Tandem. Prosegui la lettura…

Analogamente a quanto accade per la Luce, anche le onde piane del mare subiscono diffrazione all'attraversamento di una strozzatura.

Spesso nel parlare di alta densità di pixel si innescano presso gli appassionati disquisizioni sul “limite diffrattivo” al fine di motivare dubbi sull’aumento indiscriminato di Megapixel. Il discorso si fa ciclico alle presentazioni di nuovi modelli che incrementano la densità del sensore e la 550D, dall’alto dei suoi 18MP distribuiti su un sensore APS-C, non ha fatto eccezione. In questa pagina voglio spiegare come, almeno da questo punto di vista, il problema non sussista.

Innanzitutto chiariamo cosa sia: il fenomeno della diffrazione consiste in una dispersione di un’onda che avviene quando essa attraversa un’ostacolo, come una strozzatura o un cambio di materiale. Ad esempio l’arcobaleno è dovuto raggi solari che vengono deflessi a causa delle gocce d’acqua piovana a diversi angoli a seconda della lunghezza d’onda, formando la familiare sequenza di colori, e per lo stesso si osserva l’arcobaleno che riflettono i CD se messi in controluce. Non solo la luce subisce questo effetto, qualsiasi onda comprese le onde del mare o quelle sonore. Prosegui la lettura…