Teoria del SPAA - Parti 4 e 5.

Ho deciso di spendere solo poche parole sui risultati dell'esperimento della doppia fenditura, concentrarmi sull'idea che ha dato il via all'esperimento in Australia (sempre simile alla doppia fenditura ma con differenze cruciali) di cui scriverò le fonti alla fine dell'articolo.

Trovate le parti precedenti qua:

https://steemit.com/ita/@charlesx/teoria-del-spaa-parte-1-concetti-di-base-necessari-alla-comprensione-dei-post-successivi

https://steemit.com/ita/@charlesx/teoria-del-spaa-parte-2-definizioni-fondamentali-dei-concetti-fisici-utilizzati-successivamente

https://steemit.com/ita/@charlesx/teoria-del-spaa-parte-3-esperimento-iniziale-che-ha-creato-confusione-e-incertezza-nella-comunita-dei-fisici

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Le conseguenze dell'esperimento della doppia fenditura puntano al fatto che il comportamento anomalo delle particelle non può essere spiegato in nessun modo dalla fisica classica, la comunità dei fisici si trova davanti ad un problema che richiede la stesura di una teoria completamente nuova, la fisica quantistica.

Questa parte sempre dal concetto che la particella sia un oggetto materiale e che come tale si comporti. La visione è quella secondo la quale la materia è costituita da particelle sempre più piccole fino a quelle non scindibili.

L'esperimento australiano che è stato effettuato nel 2015 prova che quello ipotetico proposto dal fisico John Archibald Wheeler ha avuto esattamente gli effetti che Wheeler aveva previsto. All'epoca in cui questo esperimento fu pensato non esistava un modo per realizzarlo, spiegherò il perché in seguito.

L'esperimento proposto da Wheeler si svolge in due "set" di poco differenti tra loro, ho disegnato come sono organizzati e vi spiegherò in cosa consistono:

Nel primo sistema abbiamo semplicemente due percorsi che ho chiamato A e B, le linee in nero indicano dei semplici specchi che riflettono tutto quello che viene a contatto con la loro superficie, la freccia indica il punto di entrata da dove vengono sparate le particelle, le linee blu indicano un oggetto particolare chiamato specchio di mezzargento (questi specchi particolari hanno la proprietà di riflettere il 50% delle particelle che vengono a contatto con esso e di essere attraversato dall'altro 50%, quindi per esempio se sparo 1000 particelle, 500 passeranno lo specchio e 500 ne saranno respinte, un 50% di probabilità). Alla fine del percorso abbiamo dei rilevatori di particelle o schermi che ci indicano dove la particella è andata.

Disegno 1

Immagine di mia proprietà.

In questo set le particelle si comportanto esattamente come tali, quando ne spariamo una, questa verrà respinta e percorrerà il percorso A fino al rilevatore sulla destra oppure attraverserà lo specchio di mezzargento e seguirà il percorso B fino al rilevatore in basso. Niente di strano fino a questo punto, tutto succede come ci aspettiamo.

Nel prossimo set potete osservare che abbiamo lo stesso percorso e gli stessi oggetti, se non per la parte finale in cui inseriamo un'altro specchio di mezzargento, aggiungendo un'altra probabilità del 50% alla fine del percorso. A questo punto non sappiamo più se la particella abbia percorso A o B, dato che alla fine deve attraversare un altro ostacolo aggiuntivo. La particolarità dell'esperimento sta nel fatto che adesso la particella non si comporta più come tale ma come un'onda interagendo con se stessa. In questo modo percorre entrambi i percorsi e alla fine possiamo vedere che a seconda del rilevatore colpito abbiamo la classica rappresentazione ondulatoria tipica e già vista nell'esperimento della doppia fenditura. Queste onde non indicano altro che una distribuzione di probabilità.

Disegno 2

Immagine di mia proprietà.

Dove sta quindi l'importanza del ragionamento di Wheeler? egli si chiese come e quando la particella decidesse che doveva essere una particella o un'onda. In particolare, cosa succederebbe se facessimo entrare nel percorso la particella e inserissimo il secondo specchio di mezzargento solo dopo il suo ingresso? a quel punto cosa farebbe la particella, ormai sarebbe sul percorso A o B, ci indicherebbe una particella come nel disegno 1 o un'onda come nel disegno 2?

Wheeler scommesse sul fatto che inserendo lo specchio successivamente avremmo ottenuto lo stesso risultato dell'onda anche dopo che la particella fosse entrata nel percorso con un solo specchio. Questo esperimento non è stato fatto per molti anni, la limitazione era data dal fatto che le particelle viaggiano ad un velocità prossima alla luce, quindi era impossibile togliere lo specchio in tempo.

Alcuni fisici della ANU (Australian National University) sono riusciti ad aggirare l'ostacolo nel 2015 usando un tipo di laser che aveva sulle particelle lo stesso effetto degli specchi di mezzargento. La particolarità dei laser è che sono attivabili molto velocemente, quindi era possibile effettuare finalmente l'esperimento.

Invece di attivare o disattivare il laser manualmente, gli scienziati hanno stabilito una serie di numeri random e hanno fatto in modo che il laser alla fine del percorso fosse attivato e disattivato in modo del tutto casuale (senza il loro intervento). I risultati sono stupefacenti e confermano l'idea di Wheeler, ovvero che quando la particella entra nel percorso e viene inserito il secondo specchio, questa si comporta come un'onda a prescindere dal fatto che questa sia o non sia già entrata nel percorso.

La cosa funzionava anche al contrario, ovvero nelle volte in cui la particella entrava nel percorso con entrambi i laser attivati e il secondo veniva disattivato prima che essa completasse il percorso, questa si comportava nuovamente come una particella fornendo un risultato come quello del disegno 1.

La particella non è una particella, si comporta come un'informazione e non come un oggetto materiale, solo nel momento in cui osserviamo cosa succede otteniamo una risposta, ed è una risposta che viene elaborata da come il sistema si trova in quel momento, non da come il sistema è cambiato.

Capisco che questo non sarà un post facile da leggere, nel caso aveste delle domande o dei dubbi potete lasciarle nei commenti o contattarmi direttamente tramite Discord, sarò lieto di rispondervi appena possibile.

Nella prossima parte scriverò di più sulle implicazioni di questo esperimento e sulla sua interpretazione.