Avanti
ULTIME NOTIZIE AvanTI
CANADA
20 ore
La possibilità del viaggio nel tempo senza paradossi
Un nuovo studio ipotizza la possibilità di viaggiare nel passato senza paradossi grazie agli universi paralleli
REGNO UNITO
3 gior
WideSee, la tecnologia wireless per droni per le operazioni di emergenza
Una nuova tecnologia permette di scandagliare gli edifici dall’esterno per rilevare la presenza di persone intrappolate
STATI UNITI
6 gior
Una nuova Intelligenza Artificiale in grado di decodificare l’attività del cervello
Negli Usa si testa un algoritmo che traduce le onde cerebrali in frasi compiute con una precisione del 97 per cento
VIDEO
ZURIGO
1 sett
Il DNA delle cose, ovvero oggetti al cui interno vi sono le istruzioni per realizzarli
Stampato un coniglio in 3D in cui sono inseriti sotto forma di molecole di DNA i dati per creare conigli identici
VIDEO
STATI UNITI
1 sett
Una struttura metallica che respinge l’acqua renderà le navi del futuro inaffondabili
Un team di ricercatori ha sviluppato la struttura metallica superidrofobica che potrebbe rivoluzionare il settore navale
MONDO
1 sett
Per la ripresa economica bisognerebbe puntare sull’idrogeno verde?
Molti esperti e imprenditori stanno premendo affinché si investa sull’idrogeno verde per il periodo post-Covid 19
ZURIGO
1 sett
Il primo cervello “ibrido” connesso tramite internet
Un team di scienziati ha fatto comunicare via internet una rete neuronale formata da elementi biologici e artificiali
STATI UNITI
2 sett
La NASA svela il suo Space Launch System, il razzo più potente mai costruito
Dopo anni di ritardi la NASA ha finalmente mostrato il razzo che riporterà gli astronauti sulla Luna entro il 2024
EMIRATI ARABI
2 sett
L’edificio più grande del mondo stampato in 3D
È stato realizzato a Dubai, con una superficie di 640 metri quadrati, l’edificio stampato in 3D più grande del mondo
STATI UNITI
2 sett
Tesla Cybertruck: come sarà la versione definitiva del pick-up elettrico del futuro
Elon Musk ha svelato su Twitter nuovi particolari rispetto al prototipo mostrato lo scorso novembre
CANTONE
3 sett
Le aziende ticinesi di fronte alla pandemia
Esploriamo i diversi modi in cui i nostri imprenditori stanno (o non stanno) rispondendo alla crisi
STATI UNITI
3 sett
Una turbina che sfrutta le onde del mare trasformandole in energia
OE Buoy è una turbina da 800 tonnellate in grado di catturare le onde del mare e generare energia 100% green
STATI UNITI
1 mese
L’archiviazione eterna dei dati sarà possibile grazie al vetro
Una ricerca per l’archiviazione efficiente a lungo termine ha portato a una nuova tecnica di scrittura dei dati su vetro
REGNO UNITO
1 mese
Ai-Da: il primo robot umanoide artista al mondo
L’Intelligenza Artificiale può dipingere un quadro in meno di due ore e ha già inaugurato la sua prima mostra artistica
SCOZIA
1 mese
Secondo una nuova ricerca la realtà potrebbe essere soggettiva
Un esperimento di fisica quantistica ha mostrato che la realtà stessa non è oggettiva ma dipende dall’osservatore
STATI UNITI
1 mese
Sviluppati dei sensori di profondità miniaturizzati all’avanguardia
Grazie agli occhi dei ragni i ricercatori di Harvard hanno creato una telecamera che percepisce la profondità
STATI UNITI
1 mese
La robotica in soccorso contro la pandemia da Covid-19
Uno studio rivela l’efficacia dei robot nei casi d’emergenza: dall’assistenza clinica alla logistica fino alla sicurezza
STATI UNITI
1 mese
Quando i satelliti per internet possono minacciare l’astronomia
Le megacostellazioni di satelliti per le comunicazioni rischiano di rovinare le osservazioni scientifiche dell’universo
STATI UNITI
1 mese
La batteria quantistica che non si scarica mai
Alcuni ricercatori hanno teorizzato la realizzazione di una batteria quantistica che non perde energia
AvanTI
13.02.2020 - 08:000

Alla scoperta di alcuni particolari fenomeni del mondo quantistico

Cosa accade se proviamo a cambiare prospettiva e osserviamo i fenomeni che avvengono nel mondo subatomico?

Oggi, grazie alla fisica classica, sappiamo ormai dare una spiegazione a ciò che accade nel macro-mondo. Cosa diversa è, invece, se proviamo a cambiare prospettiva e guardiamo a ciò che accade nel mondo subatomico, ovvero su una scala di misura molto piccola, quella dei nanometri.
Ebbene, pare che su questi ordini di grandezza inizino a manifestarsi particolari fenomeni che sfuggono alle normali leggi fisiche tanto da sembrare quasi magici.
Stiamo ovviamente parlando del mondo quantistico e di alcuni fenomeni che la fisica classica non potrebbe mai descrivere, ma che per la meccanica quantistica sono invece basilari, anche se a volte non ancora completamente compresi. Eccone alcuni che possono sembrare davvero strambi.

Il principio di indeterminazione
Secondo la meccanica quantistica non è possibile misurare contemporaneamente e con un alto livello di precisione la posizione e la velocità di una particella, perché più è accurata la misura con cui si cerca di calcolare una delle due grandezze, più aumenta l’incertezza sull’altra. Il principio di indeterminazione, infatti, parte dal presupposto che l’operazione di misura di una qualsiasi proprietà, all’interno di un sistema quantistico, comporta inevitabilmente un’alterazione di ciò che si sta osservando, e dunque colui che compie l’azione del misurare modifica la condizione stessa di ciò che si sta esaminando.
Tale principio di indeterminazione vale anche per altre coppie di grandezze fisiche combinate, come ad esempio il tempo e l’energia, angolo e velocità angolare, e qualunque altra coppia di grandezze coniugate, per le quali cessa di funzionare la proprietà commutativa, quindi una vera e propria stranezza del mondo quantistico. Il principio, tuttavia, ha anche una rigorosa formulazione matematica e definisce un limite di precisione simultanea impossibile da battere, il famoso ħ/2.

Il gatto di Schrödinger può essere salvato?
L’assunto di fondo del famoso esperimento del gatto di Schrödinger, cioè quello di un gatto chiuso all’interno di una scatola con una sostanza radioattiva che non sappiamo se sia morto o meno fino all’apertura della scatola stessa, è che fino a quando non apriremo la scatola il gatto può essere allo stesso tempo sia vivo che morto. Pertanto, solo al momento dell’apertura della scatola i due possibili scenari collassano in una sola delle due possibili soluzioni.
Ma cosa accadrebbe se aprissimo e richiudessimo di continuo la scatola, ad esempio circa un migliaio di volte al secondo? Siccome la nostra osservazione altererebbe il comportamento della sostanza radioattiva, riuscendo potenzialmente a rallentarne o ad accelerarne il processo di decadimento, si può desumere che potremo riuscire a salvare il gatto, oppure lo condanneremmo a una morte ancora più rapida. Ebbene, a partire dagli anno ’80 sono stati eseguiti diversi esperimenti che hanno dimostrato che questo effetto è reale e si manifesta su scala quantistica, ad esempio sulle particelle di luce come i fotoni.

Il sapore e il trasformismo dei neutrini
L’oscillazione del neutrino rappresenta quello strano fenomeno, premiato tra l’altro con il Nobel nel 2015, per cui queste particelle elementari subatomiche che esistono in tre varianti di “sapore” (elettronico, muonico e tauonico) possono cambiare identità mentre viaggiano nello spazio. Ciò vuol dire che quando si cerca di capire che sapore abbia un certo neutrino, si trova qualcosa di diverso a seconda di quando e dove lo si assaggia.
Affinché un neutrino possa trasformarsi, anche se sarebbe più corretto dire “oscillare”, bisognerebbe ammettere che abbia una massa maggiore di zero, ma ciò va contro il Modello standard della fisica delle particelle. La questione della massa dei neutrini e dell’origine di questa curiosa proprietà è al momento al centro di numerosi dibattiti all’interno della comunità scientifica. Proprio in questo scenario vanno considerati gli esperimenti tra i laboratori nazionali del Gran Sasso e quelli del Cern di Ginevra. Nello specifico, dato che tali particelle sono capaci di penetrare attraverso la materia, vengono fatti viaggiare nella roccia per centinaia di chilometri proprio per misurare le loro proprietà trasformiste.

L’effetto di Hong-Ou-Mandel
Con tale concetto si è soliti fare riferimento a un fenomeno di ottica quantistica, scoperto e dimostrato nel 1987 da Chung Ki Hong, Zhe Yu Ou e Leonard Mandel, che riguarda due particelle di luce che incidono su un oggetto in grado di deviarli in due possibili direzioni. Mentre ciascuno dei due fotoni, preso singolarmente, finirebbe il 50% delle volte in una direzione e l’altro 50% nell’altra, quando i due fotoni partono insieme modificano il loro comportamento.
In effetti, qualora prendessero direzioni diverse, le regole dell’algebra quantistica imporrebbero una reciproca distruzione, ed è proprio ciò che avviene. Nella metà dei casi i fotoni spuntano entrambi nella prima delle due possibili direzioni, e nell’altra metà dei casi vanno entrambi nell’altra direzione. Ciò che non accade mai, invece, è che viaggino in due direzioni diverse. Tale comportamento dimostra uno dei principi ormai basilari della meccanica quantistica, e cioè che quando la matematica conduce a un determinato risultato, anche contro-intuitivo, gli esperimenti confermano esattamente quel risultato.

Prima e dopo, sinistra e destra, orario e antiorario
Nel mondo quantistico, in base a un recente esperimento del 2018, i concetti di prima e di dopo non si applicano ad alcune particelle, come ad esempio a quelle della luce. Se infatti mettiamo una particella di luce davanti a un bivio in cui, a seconda della scelta, uno stesso tragitto viene percorso in senso orario o antiorario, si potrebbe dire che il fotone sceglie di non scegliere, imboccando entrambe le vie e percorrendo il tragitto contemporaneamente in entrambi i versi. Proprio come accade con il gatto di Schrödinger, che può essere allo stesso tempo sia vivo che morto, così anche il fotone può essere simultaneamente orario e antiorario, prima e dopo, destrorso e sinistrorso.
Non è infatti possibile stabilire se il fotone sia passato a destra e poi a sinistra, o viceversa.

L’effetto tunnel
Per effetto tunnel si intende quella proprietà tipica di tutte le particelle quantistiche, caratterizzate dalla doppia natura di onda e di corpuscolo, di superare ostacoli che in base alle leggi della fisica classica non potrebbero mai oltrepassare. Come, ad esempio, se una palla che sta rotolando non avesse sufficiente energia per oltrepassare una collinetta e riuscisse a penetrare al suo interno per passare dall’altra parte. Questa scoperta, di circa 90 anni fa, agli inizi è servita per spiegare il meccanismo del decadimento nucleare di tipo alfa, mentre oggi viene utilizzata per applicazioni pratiche che vanno dalla microscopia atomica ai dispositivi elettronici basati sui cosiddetti diodi tunnel.


YouTube

Facebook

Instagram

Linkedin

Twitter


Copyright © 1997-2020 TicinOnline SA - Tutti i diritti riservati
IMPRESSUM - DISCLAIMER - SEGNALACI - COMPANY PAGES
Disposizioni sulla protezione dei dati  -   Cookie e pubblicità online  -   Diritto all'oblio


Ultimo aggiornamento: 2020-05-29 04:14:18 | 91.208.130.86