Percorso
- La fisica dei paradossi: indeterminazione e complementarità
- Meccanica quantistica e astrofisica
- Laser: un'importante applicazione della fisica quantistica
- Conclusione
La fisica dei paradossi: indeterminazione e complementarità
Soffermiamoci ora in breve sulla fisica conosciuta prima del Novecento, che era una fisica caratterizzata da leggi deterministiche e che aveva preso piede oltre due secoli prima, quando Newton, con la sua legge di gravitazione universale, era riuscito a descrivere le orbite dei pianeti.
In un sol colpo lo scienziato inglese aveva dimostrato che una mela che cade da un albero e un corpo celeste che si muove nello spazio sono governati dalla stessa legge: l'universo ticchettava come un gigantesco orologio perfettamente regolato.
Ma su cosa si basa il determinismo? Il determinismo è basato su pochi e fondamentali principi, primo fra tutti quello della causalità.
Infatti, tutte le leggi della fisica classica forniscono una descrizione causale dei fenomeni sotto studio: ciò significa che conoscendo lo stato di un sistema in un dato istante è possibile prevedere il comportamento di quel sistema in qualsiasi istante del futuro, sulla base di tutte queste leggi classiche.
Nel momento in cui i fisici tentarono di applicare le leggi deterministiche al comportamento del mondo atomico, in quel minuscolo regno la materia sembra divertirsi a manifestare aspetti contraddittori.
Gli atomi riescono ad assorbire o liberare energia solo in forma di pacchetti discreti chiamati quanti, da qui il termine meccanica quantistica.
A questo livello la natura non funziona più come una macchina, ma come un gioco di probabilità.
Nei primi decenni del nostro secolo lo scienziato danese Niels Bohr scoprì che le particelle atomiche si comportavano in modo molto meno prevedibile che non gli oggetti ordinari come le matite o le palle da tennis.
Le parole “sempre” e “mai”, di cui si faceva largo uso per i processi del mondo macroscopico, dovettero essere rimpiazzate dai termini “spesso” e “raramente”. Non si poteva dare più nulla per scontato.
Nel 1923, gli esperimenti con i raggi X di Arthur Compton portano alla luce uno strano fenomeno che Louis de Broglie interpreta come il dualismo onda-corpuscolo, il fatto che le particelle si possono comportare in certe condizioni come onde.
Ciò influenzò Erwin Schrödinger nella formulazione di una teoria che sta alla base della fisica quantistica: introduciamo il paradosso che ideò per dimostrare i limiti della fisica quantistica nel suo aspetto probabilistico, benché egli stesso fosse stato tra i fondatori di questa scienza, valido per il mondo atomico.
Introduzione tesina sulla fisica quantistica
Questa tesina prende in analisi la fisica quantistica. In questi anni sta nascendo un interesse da parte della gente comune, rivolto alla scienza, proprio perché molte delle sue applicazioni tecnologiche sono state rese pubbliche. C'è da dire però che solo in pochi riescono realmente a comprenderla. E sono proprio quei pochi che dovrebbero assumersi il ruolo di mediatore tra la scienza e le masse, in modo che ogni singolo individuo conosca la struttura, i vantaggi e i rischi dell'utilizzo di un certo tipo di tecnologia, specialmente se di questa se ne fa uso quasi ogni giorno.
Nella maggior parte dei casi non è necessario conoscere per filo e per segno la teoria che sta alla base di un'apparecchiatura. Conoscere la scienza significa principalmente conoscerne i suoi meccanismi istituzionali, i suoi metodi, le sue implicazioni sociali; o, ancora, significa possedere la capacità di usare le conoscenze scientifiche nella risoluzione di problemi nella vita di tutti i giorni. La democrazia scientifica è necessaria per il vero progresso. Ed Internet, le biblioteche, ecc. sono fondamentali: grazie ad essi abbiamo potenzialmente in mano tutto il sapere umano. Ecco che ancora una volta andando a fondo, si scopre che il progresso scientifico presenta certe contraddizioni, così come ci si rende conto che le tecnologie si possono rivelare utili, e conoscendo i loro rischi è possibile usarle con responsabilità. Questa tesina di maturità inoltre permette anche dei collegamenti interdisciplinari.
Collegamenti
Tesina sulla fisica quantistica
- Fisica: La fisica quantistica e i concetti fondamentali.
- Scienze della Terra: Gli spettri elettromagnetici e l'individuazione dei corpi celesti.
- Informatica e sistemi: Il laser, il masterizzatore e i dischi ottici.
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