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Titolo: MQ e indeterminazione

Salve, ho un quesito da porvi che mi perseguita da qualche tempo:
Se è vero che le particelle elementari non sono definibili in termini di
posizione e moto contemporanemente, perchè non dovrebbero avere queste
caratteristiche indipendentemente dalla nostra osservazione?
Saluti
Massimo

Ciao Massimo,

non e' una domanda alla quale e' facile rispondere. E difatti non 
riusciro' a darti soddisfazione.
Quello che potrebbe riponderti un meccanico quantistico 
ortodosso(accecato dal'ortodossia e anche un po' ingenuo:-))* e' che il 
fatto che non si possano misurare in meccanica quantistica 
contemporaneamente impulso e posizione non e' un dramma. Ci sembra che 
lo sia per i nostri prergiudizi macroscopici.
Questa sarebbe una risposta lecita, ma sicuramente non mi convincerebbe 
neanche un po'.
Innanzitutto quando parli con tanti fisici che ti "raccontano" la 
meccanica quantistica non e' chiaro se parlano di sitemi di particelle o 
di una sola particella.
A me risulta che si parli sempre di *esperimenti* e che per un motivo o 
per l'altro si abbia sempre a che fare con insiemi di particelle(ma la 
questione e' delicata e bisognerebbe fare un po' di distinzioni) e che 
si parli di statistiche su questi insiemi di particelle.
Mi dirai: cosa simile la si  ha anche inmeccanica classica...vero.
Il fatto e' che la struttura dell'insieme delle proposizioni che ha 
senso formulare su questi insiemi statistici nel caso quantistico e' 
molto diversa che nel caso classico. Naturalmente ha senso fare un 
discorso del genere  solo se si sono accettati gli assiomi della 
meccanica quantistica, quelli di von Neuman per intenderci. E' 
ragionevole accettarli quanto meno perche' rispondono bene agli esperimenti.
Secondo me la distinzione fra la meccanica quantistica e quella classica 
sta solo(non sto dicendo che e' poco) in questo.
La questione dell'indipendenza della realta' dalle nostre osservazioni 
e' un altro problema, in parte fisico in parte filosofico.
Mi risulta, se non dico castronerie, che Wigner pensasse proprio ad un 
collasso della funzione d'onda dovuto alla coscienza. Anche a me 
picaerebbe cosi', ma bisognerebbe vedere cosa si intende per 
coscienza...Comunque il punto di vista di Wigner non e' mai stato 
accettato e anzi mi sembra(solo per sentito dire) che sia stato 
possibile fare degli esperimenti per verificare le tesi di Wigner, ma 
che questi abbiano dato risultati negativi.
Non so se ho frainteso la domanda...
ciao
slacky
*non vogliatemi male e notate la faccina:-):-)


La questione e' in un certo senso accertabile sperimentalemente,
al di la' della sua contingenza osservabile, invece, non e' un problema
scientificamente decidibile, nel contesto teorico attuale.
L'esperimento dell'interferenza ad un fotone non si spiega se non
rinunciando al paradigma di localizzazione.
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Inviato via 
http://usenet.libero.it

 rinunciando al paradigma di localizzazione.
D'accordo. Ma da qui a dire che, ad esempio, un elettrone collassa in uno
dei suoi autostati probabili solo al momento della nostra osservazione, ne
passa di acqua sotto ai ponti... Anche affidandomi alla spiegazione di De
Broglie con la metafora della scatola sostanzialmente non cambia nulla, in
quanto il principio di localizzazione viene comunque violato. E nemmeno i
tentativi di conciliare la MQ con la fisica classica (con particelle dotate
di massa e sottoposte alle leggi fisiche note) mi convince, perchè queste
interpretazioni non corrispondono con il modello matematico quantistico, che
invece sembra funzionare perfettamente.
Allora se la MQ funziona e di fatto viola alcuni principi classici, è giusto
ritenere che il paradosso secondo cui le particelle elementari dell'universo
sono legate tra loro da un campo unificato con effetti istantanei sia vero?
Oppure bisogna scartarlo in attesa di un'interpretazione migliore?
Saluti
Massimo

 coscienza...
In effetti è proprio questo il punto: se dovessi ritenere che la nostra
coscienza giochi un ruolo così determinante, mi verrebbe da pensare alle
particelle elementari come a degli studenti delle elementari molto vivaci
che si calmano nel momento in cui arriva l'insegnante... Se reagissero alla
nostra osservazione dovrebbero avere esse stesse una coscienza! Onestamente
mi pare un po' assurdo, ma se mi dite che l'analogia è corretta avrei almeno
un'interpretazione logica del fenomeno...
Ciao
Massimo


scusate l'intromissione.
Ricordi vaghi mi suggeriscono che uno degli esperimenti cardine sulla natura
ondulatoria delle particelle fu il passaggi di elettroni attraverso
fenditure.
Essi generano una figura di interferenza sullo schermo rivelatore posto
oltre le fenditure.
Ma se facessi passare un solo elettrone cosa vedrei sullo schermo?

 ha scritto:

Infatti Einstein ad esempio, non ha voluto credere cio' fino alla sua morte!
Anche al giorno d'oggi ci sono teorici che cercano nuove strade per
ritrovare, se possibile ovviamente, un accordo tra i risultati sperimentali
del micromondo e quanto sembra naturale alla mente umana.
Considera una scatola dove c'e' una biglia che puo' essere o rossa o nera,
ebbene *se fosse possibile* applicare la meccanica quantistica a questo
sistema macroscopico, secondo l'interpretazione ortodossa non *potremmo*
pensare, prima che la scatola venga aperta, sia *o* rossa *o* nera, ma che
viva in una sorta di sovrapposizione rosso-nera (nessun riferimento alla
squadra del Berlusca!), e che solamente nel momento che tu aprissi la
scatola la biglia "deciderebbe" il proprio colore, probabilmente gettando in
aria una moneta!.
Questo e' quanto.
Bohr, Heisemberg, Born e tanti altri ci hanno inculcato che questo e' tutto
cio' che possiamo sperare di ottenere, e che neppure Dio in persona, per
dire, potrebbe conoscere con certezza il colore della biglia prima di aprire
la scatola: Einstein e tanti altri non erano d'accordo, ma la storia
successiva sembra aver dato loro torto.
Ciao.
Riccardo


 Ma se facessi passare un solo elettrone cosa vedrei sullo schermo?
Un solo puntino in un punto impredicibile ma con una distribuzione di 
probabilita' spaziale pari al quadrato della f. d' onda sullo schermo.
BTW una bella misura diretta  e' reperibile in A. Tonomura, J. Endo, T. 
Matsuda, T. Kawasaky, Am. Journal of Phys. 57, 117 (1989) (riportata 
anche nel libro di Ghirardi "Un' occhiata alle carte di Dio", ma la 
riproduzione grafica e' cattiva).
Di fatto esperimenti di questo tipo mostrano che il concetto di "natura 
ondulatoria" di una particella in MQ e' molto meno semplice di quello 
che si potrebbe pensare sulla base di cattive esposizioni della stessa: 
la MQ non dice da nessuna parte che le caratteristiche fisiche di una 
particella individuale siano "spalmate" su una regione finita di spazio. 
Se metto un rivelatore, o vedo *tutta* la carica o non la vedo.
Giorgio

 Questo e' quanto.
Sì, quella è l'interpretazione di De Broglie. Ma se riteniamo che ciò è
possibile nel microscopico, perchè non dovrebbe esserlo anche nel
macroscopico? Non può essere la stessa cosa anche per una scatola reale? In
fondo noi non sappiamo cosa c'è dentro finchè non la apriamo... Voglio dire
che se il principio di localizzazione viene di fatto violato nel
microscopico, perchè dobbiamo ritenerlo ancora valido? Per salvare la
dignità di Einstein?
Saluti
Massimo

 un'interpretazione logica del fenomeno...
carina questa spiegazione quantistica del comportamento degli scolari. 
Si puo' dire qualcosa di piu': siano difatti
1) H_a l'hamiltoniana degli studenti liberi
2) H_ia l'hamiltoniana di interazione fra l'insegnante e gli studenti
Sia inoltre V l'osservabile associato all'atto di osservazione che 
compie l'insegnante quando si gira dalla lavagna verso gli studenti.
Allora possiamo dedurre dall'insieme di tutte le osservazioni di V che 
sono state effettuate da quando e' stata fondata quell'istituzione che 
si chiama scuola che:
a) il collasso della funzione d'onda degli studenti e' istantaneo; 
difatti a parte qualche raro caso(che potrebbe essere associato ad un 
errore di misura) appena l'insegnate si volta i ragazzi sono fermi, 
immobili, attenti...
b) V non commuta con H_tot = H_a+H_ia; difatti se commutasse avremmo che 
dopo la prima osservazione gli studenti starebbero sempre buoni, ma 
nella realta' accade che appena l'insegnante si rivolta verso la lavagna 
gli studenti ricominciano a fare casino
c) l'hamiltoniana H_a dipende dal tempo; difatti si e' notato negli 
ultimi anni un progressivo peggioramento del comportamento degli studenti.
Esiste comunque un osservabile NR che commuta con l'hamiltoniana H_tot: 
e' l'osservabile associata al prof che si gira dalla lavagna verso gli 
studenti e urla "vi metto una nota sul registro che mando subito al 
preside e non vi accompagno in gita scolastica!"; difatti come sanno 
tutti gli insegnanti in questo caso i ragazzi, a meno di errori 
sperimentali, se ne stanno definitivamente buoni.
L'hamiltoniana H_a e H_ia posono essere costruite facendo qualche 
modellino per fittare i dati sperimentali; l'hamiltoniana del professore 
libero invece non esiste; difatti(sto assumendo, per semplicita', che il 
professore sia un buon professore) mentre agli studenti non frega niente 
del prof, al prof frega molto degli studenti che gli danno da pensare 
anche quando e' a casa....per questo non e' mai libero.
Viva i prof, abbasso gli studenti!
slacky
P.S.
non ce la facevo proprio, me la sono sognata questa notte:-)

un'interpretazione logica del fenomeno...
Mi limito a consigliarti di prendere in considerazione
anche altre interpretazioni un po' meno paranormali
di questa. Ce ne sono, perfino senza realmente
uscire dall'interpretazione di Copenaghen, che
comunque non e` certo l'unica.
Ciao
Paolo Russo


Perche meno semplice?
se la posizione dove incide l'elettrone sullo schermo ha probabilita' legata
alla funzione d'onda della particella, allora vuol dire che le
caratteristiche fisiche dell'elettrone occupano una regione intera dello
spazio. Forse dipende da cosa intendi per caratteristiche fisiche.
grazie per la risposta

 successiva sembra aver dato loro torto.
Sia detto senza offesa, spero che chi vuol capire qualcosa di questi
problemi abbia altre fonti oltre la tua "spiegazione"...
Dici "se fosse possibile": ma e' possibile o no, secondo te?
Se non e' possibile, a che serve tirare in ballo questo esempio? (che
pero' somiglia tanto al gatto di Schroedinger, in una versione alquanto
stravolta...)
E se invece e' possibile, perche' dici "se fosse"?
Perche' non parli di cio' che *e'* possibile, di cio' che veramente si
puo' sperimentare?
-------------------
Elio Fabri
Dip. di Fisica "E. Fermi"
Universita' di Pisa
-------------------

...

La dignita' di Einstein e anche quella di De Broglie che con la sua
"onda pilota" credeva che in realta' l'elettrone potesse essere in
qualche modo localizzato, non e' in discussione.
Tu in sostanza hai chiesto se e' possibile conciliare la cosiddetta
visione realista, cioe' che il mondo esiste a prescindere da qualcuno
che l'osservi, e i comportamenti sperimentali delle particelle
subatomiche.
Alcuni fisici ritengono che sia possibile conciliare le due cose,
mentre la maggioranza sembra aderire a quella scuola di pensiero che
nega tutto cio'.
I primi pensano che ci siano all'opera delle variabili cosiddette
"nascoste" la cui ignoranza ci impedisce di conoscere in maniera
completa lo stato di una particella.
La maggioranza sostiene che ci siano esperimenti *definitivi* che
hanno spazzato via tutte le possibili teorie a variabili nascoste.
Sarebbe interessante se qualcuno esperto di queste cose ci facesse il
punto sullo stato dell'arte.
Ciao.
Riccardo

 comunque non e` certo l'unica.
A proposito delle idee misticheggianti del caro Bohr, egli frequentava un
circolo filosofico guidato da un allievo di Kierkegaard, e pare sia stato
sempre affascinato dalle concezioni filosofiche di quest'ultimo (anche
tramite il padre, noto biologo favorevole all'impostazione teleologica).
Avete mai letto qualcosa sulla "dialettica qualitativa" del filosofo danese?
Si capiscono molte cose sulle origini dell'interpretazione di Copenaghen...
un Gracio tendente all'OT

Gracio wrote:


L'allievo di Kirkegaard di cui parli era Hoeffding, amico di famiglia.
Gli essitenzialisti preferivano, contro la dialettica hegeliana del
superamento della contraddizione (tesi ed antitresi che confluivano nella
sintesi) tenersi la contraddizione (fino al suicidio, molto diffuso nei
paesi scandinavi). 
Chiaramente l'influenza filosofica su Bohr è stata notevolissima.
(fonte: Franco Selleri: Paradossi e realtà del microfisico)
Aggiungo che nello stemma di famiglia (o qualcosa del genere) Bohr aveva
inserito il simbolo dello Ying_Yang con intorno la dicitura "Contraria
sunt complementa".
La New-Age iniziò negli anni venti del secolo scorso.
(fonte - c'è l'illustrazione dell'emblema - Fritjof Kapra - se si scrive
così : "Il tao della Fisica")
CiaO
Luciano Buggio
http://www.scuoladifisica.it
-- 
questo articolo e` stato inviato via web dal servizio gratuito 
http://www.newsland.it/news
 segnala gli abusi ad 
ab...@newsland.it

...

Non e' possibile ovviamente, era solo un esempio *molto* ingenuo di
quanto il comportamento sperimentale del micromondo ci costringa,
perlomeno all'interno della interpretazione ortodossa, ad allontanarci
da una visione realista del mondo.
Feinmann era solito dire prima delle conferenze dedicate alla QED
rivolgendosi a profani come me, che il comportamento delle particelle
non puo' essere capito secondo la logica *normale* a cui secoli di
storia ci ha abituati, ma deve essere accettato per quella che e'.
Sbaglio nel dire che Einstein fino alla morte non era d'accordo ad
accettare una tesi cosi' radicale?
Massimo in fondo chiede ma se il principio di localizzazione non vale
in microfisica perche' dobbiamo continuare ad accettarlo nel mondo
macroscopico?
Quale e' la risposta data dalla scienza moderna?
Sarebbe saggio, sono d'accordo con te, da parte mia neanche provare ad
affrontare simili problemi, ma mi sembra superfluo dire che non c'e'
nessun intento didattico: ho un alta considerazione di chi insegna e
ho avuto modo di dirtelo in una altra occasione, per pensare anche
solo lontanamente di sostituirmi a chi dell'insegnamento ha dedicato
le sue migliori energie.
Ciao.
Riccardo

 Se metto un rivelatore, o vedo *tutta* la carica o non la vedo.
L'obiezione e' corretta. A dire il vero il fatto che una pellicola si
comporti come
un misuratore dell'autostato posizione non e' affatto una conseguenza della
MQ.
Occorre quanto meno un poco di QED. Tuttavia non era questa la domanda.
La domanda era se un qualche tipo di interpretazione classica non sia
compatibile con la MQ. Quel che ho risposto e' possibile spiegare
l'esperimento di autointerferenza di una singola particella in uno schema
non locale. Quale sia la natura del campo di probabilita' non e' chiaro.
Cio' non toglie che sia un tema di ricerca. Quel che sembra e' che
occorrerebbero
delle notevoli contorsioni, per spiegare gli esperimenti di interferenza, in
un
paradigma che sia locale. E d'altra parte EPR non e' una problematica
slegata.
Al momento non si dispone di una teoria scientifica che spieghi questo,
non sapevo dei tentativi di Nelson, mentre sapevo delle obiezioni di
Bell alla teoria delle variabili nascoste. E so delle obiezioni a Bell.
La MQ che attualmente viene utilizzata non ha a che vedere con questi
problemi.
Si tratta di problematiche esterne al suo campo di indagine. Non certo
esterne alla
fisica. Spero di aver fatto ammenda.


2) H_ia l'hamiltoniana di interazione fra l'insegnante e gli studenti
ROTFL! Grazie (salvata su disco).
Ciao
Paolo Russo

 macroscopico?
A questo ho in sostanza risposto appena ieri nel thread "Localita' ( in
Fisica )". Ti rimando li'.



Non mi e' concesso di approfondire la MQ, ma non capisco perche si tende a
considerarla come un evento di rottura, non solo coi modelli fisici passati,
ma anche con la logica:
forse che la MQ mette in discussione il principio di non contraddizione?
Sto' cavolo di Gatto e' vivo o morto?
o forse ne' l'uno ne l'altro.
M i scuso se l'argomento ricalca altri gia trascorsi, ma la comprensione
della MQ sguscia dal cervello come una anguilla

 riproduzione grafica e' cattiva).
Dopo questo post sono stato contattato da Marco Beleggia che mi ha
segnalato che in realta' la prima realizzazione di esperienze dirette di
questo tipo si deve a Giulio  Pozzi e collaboratori, a Bologna.
Penso che la cosa migliore e' che io riporti qui di seguito le
informazioni che Marco mi ha fornito (e che non puo' fare direttamente
perche' ha un accesso in sola lettura al NG).
Giorgio
==================
Marco Beleggia scrive:
...per correttezza ti segnalo che la prima esperienza di
questo tipo venne fatta da Giulio  Pozzi a Bologna parecchi anni prima,
e in
dipartimento c'e' ancora il nastro che mostra la figura di interferenza
che
si crea elettrone per elettrone. Giulio, che e' stato il mio prof.
durante
il dottorato, ha poi iniziato una proficua collaborazione con Tonomura e
il
suo gruppo. Il tutto ha portato dapprima all'esperienza che ha candidato
Tonomura al nobel (la verifica dell'effetto Aharonov Bohm) e in seguito
all'osservazione dei flussoni (in cui l'effetto AB e' determinante) in
materiali superconduttori con il TEM.
Mi permetto questa intromissione perche' ho fatto parte del gruppo di
Tonomura nel 1999-2000, e collaboro tuttora con Giulio Pozzi. E inoltre
perche' recentemente la storia sta venendo a galla nella sua interezza,
dopo
un articolo su Physics Today che citava come "una delle migliori
esperienze
del secolo" proprio la creazione della figura di interferenza, elettrone
per
elettrone, fatta dal gruppo di Bologna.
E alla mia richiesta di bibliografia ha aggiunto:
...
Allora, innanzitutto ti accennavo all'articolo comparso su Physics World
nel settembre 2002. Dai un'occhiata all'editoriale (
http://physicsweb.org/article/world/15/9/1
 ) e all'articolo di Robert
Crease ( 
http://physicsweb.org/article/world/15/9/2
 ). Gli articoli non
dicono tutta la storia, e il gruppo di Bologna ha scritto al giornale
evidenziando il contributo essenziale dato alla vicenda
dell'interferenza di elettroni da fenditura. Per quanto ne so, non e'
stato ancora pubblicata la correzione, e non e' detto che lo sara',
tuttavia da questa referenza non si scappa:
P.G.Merli, G.F.Missiroli and G.Pozzi:
On the statistical aspect of electron interference phenomena.
American Journal of Physics: 44, p.306-307, (1976).
Il filmato delle frange che si creano un elettrone alla volta, come ti
accennavo, e' su nastro in dipartimento a Bologna. E' stato messo anche
in forma digitale, recentemente, e dovrebbe essere visibile dal sito del
CNR, ma purtroppo non ho la referenza. Se vuoi posso chiedere a Giorgio
Merli di darmela.
Ci sono parecchi altri retroscena in questa vicenda, ma per ora direi
che e' abbastanza.

 o forse ne' l'uno ne l'altro.
Tu fai una domanda che trascende le competenze individuali, nel senso
che richiederebbe anche di sapere bene come pensano altri...
Io al massimo posso dirti come la vedo io (con molte cautele, nel senso
che non mi sento di fare affermazioni perentorie). Altri possono vederla
in modo anche parecchio diverso, anzi questo e' praticamente certo.
Non direi che la m.q. mette in discussione il principio di non
contraddizione.
E' vero che, anche senza pensare al gatto, in certe condizioni non si
puo' dire se il fotone e' passato dalla fenditura A o dalla B. Ma questo
urterebbe il principio di non-c. se si sapesse in partenza che
"o il fotone e' passato da A oppure e' passato da B". (1)
Mentre invece quello che sicuramente si sa e' solo che
"il fotone e' passato al di la' dello schermo con due fenditure". (2)
Ora si puo' credere che (2) implichi (1), se si da' per sottintesa
un'altra proposizione:
"il fotone e' localizzato nello spazio, quindi non puo' occupare
contemporaneamente posizioni vicine alle due fenditure".
Ma questa proprieta' e' proprio quella che l'evidenza dei fatti ci
obbliga ad abbandonare...
Quindi, come vedi, la logica non c'entra.
Il problema del gatto mette in ballo un altro problema: e' una maniera
"drammatica" di evidenziare che il principio di sovrapposizione (il
fotone puo' assumere uno stato che "occupa" entrambe le fenditure) se
vale per oggetti microscopici, come fotoni o elettroni, sembra dover
valere anche per ogggetti macroscopici, come il povero gatto...
Avrai notato che ho scritto "sembra", perche' il problema direi che sia
tutto qui.
Ma almeno per ora vorrei fermarmi a questo punto.
