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L'eleganza del caso: la fisica dei quanti
Saverio Pascazio
Dipartimento di Fisica 

Istituto Nazionale di Fisica Nucleare

...
le particelle (la materia)
caratterizzate da 

posizione x e velocita’ v
v
x
le onde
(la radiazione)
quanto piu’ la fenditura e’ stretta, 

tanto piu’ l’onda si allarga
“stretta” 

rispetto alla lung...
la propagazione per onde
le onde elettromagnetiche
(la luce)
le onde trasverse e longitudinali
le onde trasverse e longitudinali
le onde sull’acqua
la luce
i polarizzatori
occhiali da sole e polaroid
l’esperimento della doppia fenditura
con le palline 

e/o i proiettili
(visto dall’alto)
fisica
classica
l’esperimento della doppia fenditura
con le onde
onde
classiche
esperimento
analisi e “spiegazione”
interpretazione

Onde sull’acqua
l’esperimento della doppia fenditura con i quanti (elettroni)
Merli, Missiroli, Pozzi, Bologna 1974
fisica

quantistica
Ton...
il mondo quantistico
qualsiasi disegno e’ sbagliato
per ottenere le risposte giuste
bisogna sommare le “ampiezze”
commento:

giuste = “corrette” esperimento
amplitude = proba...
amplitude = probability
?
la celebre 

funzione d’onda
le particelle (la materia)
caratterizzate da 

posizione x e velocita’ v
v
x
(REMINDER)
Analizziamo l’esperimento della
doppia fenditura tramite la psi
amplitude = 1 + 2
probability = | 1 + 2|
2
= | 1|2
+ | 2|2...
dove e’ il problema?
il problema e’ qui:

per poter ottenere la figura di interferenza dobbiamo
accumulare molti “eventi”, ...
gli esperimenti
fotoni neutroni elettroni
il processo di “accumulazione”
Si può visualizzare il moto di un oggetto: 

si pensi ad un aereo che vola, 

o ad una palla lanciata, 

o ad un proiettil...
Un modo di rappresentare lo “stato” quantistico (Wigner)
Rappresentazione di un altro “stato” quantistico
foro rettangolare
“sparpagliamento”
Ancora un’altra rappresentazione (non Wigner)
due fori rettangolari
Un’altra ancora
fori rettangolari
“Tertium non datur”
onda oppure corpuscolo?
Arndt, Nairz, Voss-Andreae, Keller, van der Zouw, Zeilinger, Nature 401, 680 (1999)
Intensity at the screen
No free parame...
i quanti
un quanto non e’ una semplice onda
un quanto non e’ una semplice
particella
non si possono misurare
contemporanea...
Effetto “tunnel” in MQ
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Viaggio alla Scoperta della Meccanica Quantistica | Prof. Pascazio | Festival della Scienza "Salvemini"

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Durante il Festival della Scienza organizzato dal Liceo Scientifico Salvemini di Bari, il Prof. Saverio Pascazio introduce gli studenti al mondo della meccanica quantistica, partendo dai principali concetti teorici e arrivando alle applicazioni.

#ImproveTheWorld

24 GENNAIO 2017
Titolo: Viaggio alla scoperta della Meccanica Quantistica
Relatore: Prof. Saverio Pascazio
Descrizione: il Workshop prevede un talk introduttivo alla meccanica quantistica e sessioni di gruppo al gioco da tavola Quantum Race
A cura di Alumni Mathematica e Dip. di Fisica

Veröffentlicht in: Wissenschaft
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Viaggio alla Scoperta della Meccanica Quantistica | Prof. Pascazio | Festival della Scienza "Salvemini"

  1. 1. L'eleganza del caso: la fisica dei quanti Saverio Pascazio Dipartimento di Fisica 
 Istituto Nazionale di Fisica Nucleare
 Bari, Italy Bari, 24 gennaio 2017
  2. 2. le particelle (la materia) caratterizzate da 
 posizione x e velocita’ v v x
  3. 3. le onde (la radiazione) quanto piu’ la fenditura e’ stretta, 
 tanto piu’ l’onda si allarga “stretta” 
 rispetto alla lunghezza d’onda
  4. 4. la propagazione per onde
  5. 5. le onde elettromagnetiche (la luce)
  6. 6. le onde trasverse e longitudinali
  7. 7. le onde trasverse e longitudinali
  8. 8. le onde sull’acqua
  9. 9. la luce
  10. 10. i polarizzatori
  11. 11. occhiali da sole e polaroid
  12. 12. l’esperimento della doppia fenditura con le palline 
 e/o i proiettili (visto dall’alto) fisica classica
  13. 13. l’esperimento della doppia fenditura con le onde onde classiche
  14. 14. esperimento analisi e “spiegazione” interpretazione
 Onde sull’acqua
  15. 15. l’esperimento della doppia fenditura con i quanti (elettroni) Merli, Missiroli, Pozzi, Bologna 1974 fisica
 quantistica Tonomura (Tokyo)
  16. 16. il mondo quantistico qualsiasi disegno e’ sbagliato
  17. 17. per ottenere le risposte giuste bisogna sommare le “ampiezze” commento:
 giuste = “corrette” esperimento amplitude = probability (“interpretazione”)
  18. 18. amplitude = probability ? la celebre 
 funzione d’onda
  19. 19. le particelle (la materia) caratterizzate da 
 posizione x e velocita’ v v x (REMINDER)
  20. 20. Analizziamo l’esperimento della doppia fenditura tramite la psi amplitude = 1 + 2 probability = | 1 + 2| 2 = | 1|2 + | 2|2 + 2 1 2 = p1 + p2 + 2 1 2 = p1 + p2 esperimento
  21. 21. dove e’ il problema? il problema e’ qui:
 per poter ottenere la figura di interferenza dobbiamo accumulare molti “eventi”, cioe’ molti “quanti”.

  22. 22. gli esperimenti fotoni neutroni elettroni
  23. 23. il processo di “accumulazione”
  24. 24. Si può visualizzare il moto di un oggetto: 
 si pensi ad un aereo che vola, 
 o ad una palla lanciata, 
 o ad un proiettile,
 o ad un acrobata sul trapezio,
 o ad un tuffatore. Ma si può visualizzare un oggetto “elementare”? Visualizzare vuol dire rappresentarne in qualche modo lo stato Lo “stato”
  25. 25. Un modo di rappresentare lo “stato” quantistico (Wigner)
  26. 26. Rappresentazione di un altro “stato” quantistico
  27. 27. foro rettangolare “sparpagliamento” Ancora un’altra rappresentazione (non Wigner)
  28. 28. due fori rettangolari Un’altra ancora
  29. 29. fori rettangolari “Tertium non datur” onda oppure corpuscolo?
  30. 30. Arndt, Nairz, Voss-Andreae, Keller, van der Zouw, Zeilinger, Nature 401, 680 (1999) Intensity at the screen No free parameters
  31. 31. i quanti un quanto non e’ una semplice onda un quanto non e’ una semplice particella non si possono misurare contemporaneamente posizione e velocita’ di un quanto
  32. 32. Effetto “tunnel” in MQ

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