Il bizzarro mondo dei quanti by Silvia Arroyo Camejo

autore:Silvia Arroyo Camejo [Camejo, Silvia Arroyo]
La lingua: ita
Format: epub
Tags: 9788847006430
pubblicato: 2012-04-16T18:06:41+00:00

di

Sc

È chiaro che le probabilità di trovare l’atomo in ciascuno dei hrödinger

due stati alternativi cambiano col trascorrere del tempo, essendo, alla fine, anche il tempo di dimezzamento di un isotopo radioattivo, nient’altro che una misura della probabilità che l’atomo deca-da entro un certo intervallo temporale. Maggiore è il tempo di dimezzamento e più è probabile il singolo stato |non decaduto . A ogni modo, finché non lo misuriamo, l’atomo si troverà negli stati

|decaduto e |non decaduto con una ben determinata probabilità che si può calcolare precisamente e che starà da qualche parte tra 0 e 1.

Se adesso state cercando di immaginare come deve apparire un atomo che per il 40% è decaduto mentre, naturalmente, per il 60% ancora non lo è, allora vi consiglio subito: rinunciateci! Nessuno può immaginarsi una cosa simile. Si tratta di stati nel senso della meccanica quantistica, stati che nessuno è in grado di raffigurarsi concretamente. Parliamo di questi principi della meccanica quantistica soltanto perché abbiamo potuto verificare che questo formalismo matematico è in grado di fare previsioni corrette sull’esito degli esperimenti. Non viene fatta tuttavia alcuna affermazione su come ci si debba immaginare in pratica questi stati di sovrapposizione. Simili affermazioni non possono essere fatte nemmeno a priori.

Così sappiamo, per esempio, che se prendiamo un gruppo di 1·000·000 di atomi radioattivi di un certo isotopo con tempo di dimezzamento uguale a 60 minuti e lasciamo trascorrere un’ora, ne troveremo ancora circa 500·000 integri, cioè la metà, mentre il resto sarà decaduto. Secondo questo principio è possibile determinare statisticamente i diversi tempi di dimezzamento dei singoli isotopi radioattivi.

I valori degli specifici tempi di dimezzamento dei vari isotopi sono sicuramente concreti, ma hanno un carattere rappresentati-vo soltanto se si prendono in considerazione numeri elevatissimi di atomi dei rispettivi isotopi, trattandosi, in fondo, di affermazioni puramente statistiche.

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Riferito a un singolo atomo, invece, il tempo di dimezzamento Ilbiz

ha soltanto il valore di un’informazione sulla probabilità del de-z

cadimento in dipendenza dal tempo. Secondo l’interpretazione di arro

Copenaghen, sullo stato in cui si trova veramente un determinato mon

atomo dell’isotopo quando non lo misuriamo, non possiamo fare proprio alcuna affermazione. Anche soltanto domandarsi in qua-do

le stato esso si trovi “veramente” non ha senso, dal punto di vista dei

della meccanica quantistica. A questo proposito, secondo la teo-quan

ria di Born, le equazioni della meccanica quantistica ci forniscono solamente un metodo per il calcolo della probabilità di trovare l’a-ti

tomo in un determinato stato se viene effettuata una misurazione, ossia se, all’atto della misura, sia più probabile scoprire che il decadimento sia avvenuto oppure no.

Al contrario, lo stato non misurato dell’atomo, dal punto di vista puramente matematico, rappresenta semplicemente la sovrapposizione di entrambi gli stati singoli |decaduto e |non decaduto , così come è espresso dall’equazione (12.2). Dobbiamo inoltre essere sempre consapevoli del fatto che è soltanto per noi, osser-vatori ignari, che la funzione di stato Ψ(r; t) fornisce la probabilità con cui un atomo radioattivo decade dopo che è trascorso un certo intervallo di tempo. In quale diffuso stato quantistico si trovi un singolo atomo radioattivo dopo un determinato periodo di tempo t, questo lo sanno soltanto gli dei (o forse neppure loro).

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