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La meccanica quantistica

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Nulla più è certo, quasi nulla è intuitivo. In un atomo al centro ci sono protoni e neutroni, attorno ad essi orbitano elettroni. Tali orbite non hanno raggio qualsiasi, ma solo alcune distanze sono permesse, sono cioè orbite "quantizzate". E non vanno viste, tali orbite, come la luna attorno alla terra, ma come luoghi in cui è più probabile che l'elettrone si possa trovare. Tali probabilità sono calcolate dall'equazione di Shrodinger, a cui rimando nell'articolo specifico.

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Ogni particella elementare, cioè, è associata ad un'onda di probabilità che, come tutte le onde, ha dei massimi e dei minimi ed il bello è che non è mai nulla! C'è, in altre parole, una probabilità, piccola, piccolissima, di trovarla dovunque.

Un altra caratteristica della meccanica quantistica è l'impossibilità di calcolare contemporaneamente con precisione le caratteristiche dinamiche di una particella. Mi spiego meglio con  queste formule
slide0008 image033     Esse esprimono il principio di indeterminazione di Heisemberg. La prima dice che l'errore sulla misura di posizione e l'errore sulla 

quantità di moto sono inversamente proporzionali. Cioè piccolo errore sulla posizione implica grande errore sulla velocità di una 

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particella. Grande precisione sulla posizione quindi dà un grande errore sulla velocità. Non posso calcolare queste "variabili coniugate" con la stessa precisione. La seconda dice che se misuro una particella per poco tempo ho un grande errore sulla sua energia. Diciamo grossolanamente che se la particella si sbatte ad altissima velocità è come se potesse avere un'energia superiore a quella che ha. Il bello che questo strano fenomeno accade veramente, si chiama effetto tunnel. Le memorie flash nel nostro telefonino usano l'effetto tunnel. La cosa meno intuitiva è che le particelle hanno un comportamento simile alle onde, hanno massimi, minimi, interferiscono come aoounto fanno le onde.

Quindi in meccanica quantistica le particelle se so dove stanno, non so bene che velocità hanno e viceversa. Inoltre possono avere un'energia che le fa fare cose impossibili come passare al di là di una barriera pur non potendolo fare(in meccanica classica, dove vale il principio di conservazione dell'energia)

Ancora peggio: se ben riflettete, una particella ferma è impossibile, avrebbe energia/quantità di moto infinita! Addirittura l'assenza di particelle è impossibile! Ed è stato dimostrato con l'effetto Casimir:

slide0019 image064Due lastre metalliche elettricamente neutre, messe in una campana in cui si fa il vuoto, si attraggono!

Il vuoto non è vuoto, ribolle di particelle che si creano e si distruggono.

Un quadro riassuntivo ti tali problematiche lo potete trovare nella sequenza di slide 

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