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Titolo: Sillitto e Wykes (Era: diffrazione da elettroni)

Finalmente la biblioteca ha riaperto ed ho trovato il tempo di 
 riguardare gli articoli relativi all'esperimento in questione. 
 Ricapitolo per chi non avesse seguito il thread: si tratta di un 
esperimento, variante di quello delle due fenditure, in cui le due 
fenditure vengono coperte in modo che ad ogni istante ce ne sia una ed 
una sola aperta; il ciclo di apertura e chiusura e' tale che durante il 
tempo di volo del fotone (o della particella) nell'apparato ogni fessura 
si apre e chiude molte volte. La predizione della Meccanica Quantistica, 
un po' sorprendente, e' che si formino lo stesso le frange di 
interferenza; questo e' anche il risultato sperimentale di Sillitto e 
Wykes [Phys. Lett. 39A, 333 (1972)].
Devo fare un paio di piccole correzioni a quanto scrissi: le fenditure 
non vengono aperte e chiuse a caso, ma in maniera determinata 
(periodica, in effetti); la chiusura delle fenditure, nel caso di 
fotoni, e' effettuata on metodi elettroottici e non meccanici. Detto 
questo, nella letteratura recente non c'e` nulla che indichi che 
l'esperimento sia considerato mal fatto, anzi se ne e' preso spunto per 
proporre varianti 
p.es
. con neutroni [Brown et al., Physics Letters A 
163, 21 (1992)] ed una e' stata eseguita con atomi di Cesio [Szriftgiser 
et al., Physical Rewiew Letters 77, 4 (1996)], con risultati concordi 
alle previsioni. A quello che ho visto, non sembra ci siano dubbi che le 
previsioni della MQ sia che le frange si formano; l'articolo di Brown lo 
deduce esplicitamente per particelle massicce. Non sono invece ancora 
riuscito a recuperare il calcolo relativo ai fotoni.
Se quindi l'esperimento non ha suscitato scalpore (ma e' un po' strano 
che Selleri non lo conoscesse) e' perche', come dicevo, e' un'altra 
verifica della MQ, interessante ma non rivoluzionaria.
-- 
Enrico Smargiassi
http://www-dft.ts.infn.it/~esmargia

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Una curiosità: cosa succederebbe se le fenditure si aprissero a caso e non
in maniera determinata?
Ciao,
unit

 unit
Ciao.
-- 
Bruno Cocciaro
--- Li portammo sull'orlo del baratro e ordinammo loro di volare.
--- Resistevano. Volate, dicemmo. Continuavano a opporre resistenza.
--- Li spingemmo oltre il bordo. E volarono. (G. Apollinaire)


Questo, negli esperimenti, e' posto molto maggiore degli altri tempi 
caratteristici. Ovvero, c'e` sempre quasi certamente un solo fotone alla 
volta: TF>>TV>>TA. Le frange si osservano.
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 verifica della MQ, interessante ma non rivoluzionaria.
Tu deduci l'ordinarietà dell'esperimento dal fatto che non ha suscitato
scalpore: sono mille le ragioni sociologiche, psicologiche, politiche ed
economiche  per cui una cosa crea o meno scalpore.
Ma, santo cielo, tale ordinarietà o strordinarietà, o rivoluzionarietà,
sta scritta (e lì va cercata, scientificamente parlando) eventualmente
nell'esperimento stesso in rapporto agli altri esperiementi fatti prima e
dopo ed ai principi teorici della MQ!
Per quanto riguarda tutti gli altri esperimenti alle due fenditure, *le
righe si sono sempre formate con tutte e due le finditure aperte*, mentre
negli esperimenti in questione si formano anche con una sola fenditura.
Non è rivoluzionario? Non è straordinario?
Per quanto riguarda la teoria, essa ha sempre recepito il fatto desunto
sperimentalmente, e non si vede che altro avrebbe potuto fare, anche
essendo all'oscuro dei fatti speriemntali: c'è un limite, santo cielo,
alla violazione della logica classica!
Va bene, ammettiamolo, che la particella è come se se "sapesse che l'altra
fenditura è aperta", ed allora va a depositarsi sullo schermo in un punto
non proibito dall'"interferenza distruttiva della probabilità".
Ma se le fenditure sono aperte una alla volta? Nella logica di quella
metafora " è come se la particella sapesse che l'altra fenditura è
chiusa", ed allora?
Nè ha, concettualmente, alcuna importanza la durata delle aperture, nè in
assouto, nè rispetto al tempo di volo, il quale potrebbe essere aaumentato
semplicemente allungando i bracci dell'interferometro.
Ciao.
Luciano Buggio
 
 
-- 
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ab...@newsland.it


Sorprendente, certo. Se sia rivoluzionario, dipende dal fatto che questo 
risultato sia in contraddizione o meno con le predizioni della MQ. A 
quello che ho visto, non lo e'.
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 e' stato argomentato convincentemente.
Ecco, questa.
E' stato argomentato convincentemente (l'accordo teorico con la MQ di
questo sorprendente esperimento) evidenemente dagli autori che tu hai
citato.
Ora immagino che sarebbe troppo chiederti di esporre in due parole, se è
possibile, tale argomentazione, che tu conosci (più sotto
scrivi:"....dipende dal fatto che questo risultato sia in contraddizione o
meno con le predizioni della MQ. A  quello che ho visto, non lo e'"):
poichè si tratta di un problema di principio credo che tale ragionamento
sia  esprimibile anche qualitativamente..
Come è possibile, secondo la MQ,  che le righe si formino anche con una
sola fessura aperta? E possibile che la teoria preveda determinate
condizioni al contorno che danno quel risultato?



La funzione d'onda si divide in due parti |f>=|A>+|B>, ognuna delle 
quali passa per un braccio dell'interferometro. Sul tragitto di ognuna 
viene posto uno shutter che "affetta" la fd'o che ci passa attraverso: 
per meta' del tempo rimane aperto, per meta' chiuso, dunque la fd'o ha 
piu' o meno la forma di una sorta di onda quadra: per meta' tempo nulla, 
per meta' no. Gli shutter sono regolati in modo da essere in opposizione 
di fase, quando e' aperto uno e' chiuso l'altro.
Le due fd'o vengono fatte ricombinare. Se la differenza di fase, che e' 
regolabile, tra i due percorsi per arrivare al rivelatore e' tale per 
cui i tratti non-zero di |A> arrivano insieme (almeno in parte) a quelli 
non-zero di |B>, si ha interferenza.
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non-zero di |B>, si ha interferenza.
Ah, ecco, con la differenza di fase regolabile e` come se le
aperture fossero simultanee. In sostanza e` stato tutto un equivoco.
Ora si' che mi quadra...
Ciao
Paolo Russo

 non-zero di |B>, si ha interferenza.
Eccole, le condizioni di contorno!
*A valle* delle aperture-chiusure si fanno fare due percorsi diversi alle
due "mezze" funzioni d'onda (per me perturbazioni reali dello spazio,
della lunghezza, per es. di 30 cm, come si diceva) spezzettate a
scacchiera in origine, in  modo che vadano a interferire insieme sul
rivelatore affiancate nei tratti dove non ci sono i "buchi".
In questo sta la novità dell'esperimento, mentre io davo per scontato che
a valle delle fenditure i due percorsi fossero identici, come sempre è
verificato in tutti gli altri  esperimenti!
Ora non è più sorprendente, ma, santo cielo, non avevi tu stesso la voglia
di andare a vedere meglio?
Come potevi tollerare una asurdità come quella che ci appariva con i dati
incompleti che avevamo? Dovevo assillarti?
Capisci ora perchè anche Selleri diceva che non era possibile?
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luciano buggio wrote:
[...]
Leggi la mia risposta a Paolo Russo.
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Forse non mi sono spiegato bene. Lo sfasamento viene introdotto allo 
scopo di poter osservare l'intensita' del fascio rivelato in un solo 
punto, senza dover muovere il rivelatore. Si potrebbe fare anche senza, 
lasciando che le particelle collidano su di uno schermo esteso ed 
osservando la figura d'interferenza nel modo convenzionale. In questo 
caso lo sfasamento non sarebbe introdotto "a mano", ma bensi' dalla 
differente lunghezza dei cammini che percorrono le particelle per 
arrivare nei diversi punti dello schermo. In altri termini, sfasare 
gradualmente uno dei fasci e vedere che succede al centro dello schermo 
equivale, in sostanza, a non sfasare nulla ed esaminare gradualmente, 
punto per punto, quello che succede sullo schermo. E' difficile spiegare 
senza una figura...


 Leggi la mia risposta a Paolo Russo.
Guarda che ti eri spiegato benissimo, e Paolo ed io aavevamo capito, mi
pare.
Quello che ora precisi non capisco a che cosa serva.
Oltretutto nella direzione di questa tua precisazione io avevo ragionato,
dopo il tuo primo msg di questo 3d, nel vano tentativo di spiegarmi le
righe.
Avevo pensato che in ogni caso al centro dello schermo non si sarebbero
potute formare, ma molto lontano da esso si, vista la differenza dei
cammini. Senonchè bisognava che l'ordine di grandezza della distanza tra
le fenditure fosse lo stesso del modulo rettangolare di frammentazione
della radiazione per avere la prima riga "completa" niente meno che
all'infinito (ai due bordi di uno schermo di estensione infinita) angolo
massimo di diffrazione efficace permettendo. Per avere delle righe in una
regione ragionevole bisognerebbe che l'ordine di grandezza della
frammentazione fosse molto minore della distanza tra le fenditure, e vista
la dimensione sperimentalmente tollerabile per tale distanza (le due
fenditure devono essere "investite" da un'unico fotone) la frammentazione
avrebbe dovuito essere dell'ordine di grandezza della lunghezza d'onda,
cosa che non mi pare possibile (a proposito, qual'è la frequenza dello
shutter, o come cavolo si chiama?).
Quindi avevo escluso questa via, che non capisco come e perchè ora tu
consideri, per escluderla, sì, ma non in quanto non praticabile, come io
ho pensato.
Quindi i due percorsi a valle vengono resi diversi in lunghezza con un
artifizio, per avere in ogni modo anche le righe al centro dello schermo.
o comunque perchè si formino.
Ed allora, qual è la tua nuova informazione? Che cosa è cambiato nella
sostanza?
Cosa è che non ci è chiaro? 
Ci eravamo dichiarati soddisfatti, mi pare..


 cosa che non mi pare possibile
(cut)
Credo di aver scritto qui una montagna di fregnacce.
Ho trattato la frammentazione della fdo come se fosse la periodicità
spaziale dell'onda.
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 osservando la figura d'interferenza nel modo convenzionale. 
Ma che cosa osserveresti?
Al centro dello schermo non vi sarebbe interferenza, perchè lì i due mezzi
"trattini" pieni della fdo sono sfasati al 100%. Dal centro verso i lati
comincerebbe a trovarsi interferenza nella misura in cui lo sfasameento,
per la geometria della diffrazione, non è totale, vale a dire che i tratti
pieni provenienti a scacchiera dalle due fenditure cominciano parzialmente
a sovrapporsi, ad iniziare dai loro estremi, e si sovrappongono sempre più
mano a mano che si considerano punti dello schermo sempre più distanti dal
centro.
Vanno fatte però due eimportanti considerazioni:
1) - In ragione della lunghezza dei tratti pieni della fdo segmentata in
rapporto alla distanza tra le due fenditure (e tanto più quanto questo
rapporto è grande) la sovrapposizione dei tratti, l'"intersezione" tra i
due insiemi, è piccola, e cresce molto lentamente con la distanza dal
centro. A questo proposito vorrrei sapere l'ordine di grandezza del modulo
frammentato della fdo (dato dalla velocità dell'alternarsi delle
aaperture/chiusure).
2) - Le righe, già debolissime per via del punto 1), sono in pratica,
credo, cancellate dal rumore delle due "campane" dovute alla rivelazione
del fotone nei tratti non sovrapposti, di gran lunga più estesi in
raagione di quanto detto nel punto precedente.
Tale rumore è molto forte al centro e decresce verso i lati, ha cioè un
andamento inverso rispetto alla evidenza delle righe (trascurando però il
fatto che le righe sono meno intense verso i lati in raigione della minore
quantità di fotoni diffratti all'aumentare dell'angolo di diffrazione.
In conclusione non credo che sperimentalmente si possano osservare delle
righe (che pure si formano), senza "sfasaaaare a mano), essendo
impossibile, credo, eliminare il  rumore.
Che cosa ne pensi?
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Non me ne intendo abbastanza di queste tecniche per trarre una 
conclusione. In effetti mi sembra un po' ozioso, visto che dal punto di 
vista concettuale le esperienze sono praticamente identiche.
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 vista concettuale le esperienze sono praticamente identiche.
Scusa, non capisco: quali esperienze sono identiche?
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punto, senza dover muovere il rivelatore.
Capisco, ma non mi pare che faccia differenza. Quello che
conta e` che l'interferenza c'e` perche' l'apparato
sperimentale non impedisce affatto a un fotone di "passare"
per entrambe le fenditure, mentre invece in precedenza avevo
capito che l'apparato fosse congegnato proprio al preciso
scopo di impedirlo. Per questo ho parlato di equivoco.
Ciao
Paolo Russo


Quella con sfasatore+rivelatore "puntiforme", e quella con schermo e 
niente sfasatore.
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Ah, certo. Se fosse impedito da entrambe nemmeno per la MQ si dovrebbero 
osservare frange.
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 niente sfasatore.
Ok, avrebbe dovuto essermi ovvio.
Luciano Buggio
http://www.scuoladifisica.it
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 qual'è la frequenza dell'apertura-chiusura?
Scusa, non avevo visto. La frequenza e' 2.45 GHz.
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