L'esperimento
più stupefacente dai tempi di Galilei: le due fenditure
Prenderò questo solo esperimento che è stato formulato in modo da contenere tutti i misteri della meccanica quantistica, così da mettervi interamente di fronte ai misteri, ai paradossi e alle particolarità della natura. Qualsiasi altra situazione della meccanica quantistica può sempre essere spiegata dicendo: "Vi ricordate dell'esperimento delle due fenditure ? E' la stessa cosa".
(R.P. Feynman)
1
- proiettili
intensità
(posizione) = numero di proiettili che giungono in una data posizione
in un certo tempo (ad es. 1 h)
I12 = intensità con entrambi i fori aperti
I1 = intensità con il foro 1 aperto e il 2 chiuso
I2
= intensità con il foro 2 aperto e l' 1
chiuso
I12
= I1 + I2
interferenza assente
2 - onde (ad es. onde in
acqua)
I intensità: energia generata dalle onde in un certo punto
h
altezza dell'acqua in un certo punto
h12
= h1 + h2
I12=
(h12) 2
I1 = (h1)2
I2 = (h2)2
I12
<> I1 + I2
interferenza
3
- oggetti quantistici: fotoni, elettroni, etc.
a ampiezza di probabilità
a12
= a1 + a2
I12=
(a12) 2
I1 = (a1)2
I2 = (a2)2
I12
<> I1 + I2
interferenza
|
1 proiettili
|
2 onde |
3 elettroni - fotoni |
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compaiono in unità
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estese nello spazio |
compaiono in unità |
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I12 = I1 + I2
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I12 <> I1 + I2
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I12 <> I1 + I2
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senza interferenza |
interferenza |
interferenza |
Caso 3: si tratta di un risultato sbalorditivo, se teniamo presente che
le "particelle" arrivano sullo schermo una alla volta.
Quale via (1 o 2)
hanno seguito le particelle per raggiungere lo schermo ?
non hanno seguito il percorso 1 o quello 2 (non avremmo ottenuto interferenza)
non hanno seguito entrambe le strade (sono delle unità)
due vie alternative che un elettrone potrebbe prendere se gli viene permesso di percorrerle separatamente, si cancellano completamente fra loro se all'elettrone viene permesso di percorrerle entrambe, cosicchè non ne viene percorsa nessuna
in qualche modo, ogni particella passa al tempo stesso per le due fenditure ed
interferisce con se stessa: ogni singola particella si comporta come un'onda
stato di sovrapposizione 1 + 2 : è incompatibile logicamente con l'asserzione
"qualche volta 1 e qualche volta 2" oppure "alcune particelle in 1 e alcune in 2";
ogni singola
particella si trova nella "strana" situazione 1 + 2.
principio
di sovrapposizione: in MQ gli stati si possono sommare
Perchè non abbiamo esperienze di sovrapposizione a livello macroscopico ?