La diffusione delle idee della fisica quantistica nella cultura popolare è aumentata significativamente negli ultimi decenni, a differenza dei primi cinquant’anni dopo il suo sviluppo. Sebbene i meme su concetti come il Gatto di Schrödinger o il Principio di Incertezza di Heisenberg siano diffusi sui social media, la comprensione della fisica di base su cui si basano rimane meno diffusa. Uno dei concetti fondamentali è la dualità onda-particella, argomento di approfondimento nei corsi di fisica, ma che può essere comunque trattato in modo conciso.
Una Piccola Storia Illuminante
Nel 17° secolo, un dibattito importante riguardava se la luce fosse un’onda o composta da minuscole particelle. Thomas Young dimostrò il comportamento ondulatorio della luce all’inizio del 19° secolo. La luce che passa attraverso una fessura stretta si diffonde dall’altro lato come un’onda oceanica che incontra ostacoli. Tuttavia, all’inizio del 20° secolo, Max Planck e Albert Einstein dimostrarono che la luce poteva comportarsi anche come una particella in certe circostanze. Arthur Compton dimostrò che i raggi X potevano trasferire il momento come particelle quando collidevano con gli elettroni. In sostanza, la luce mostra comportamenti sia ondulatori che particellari.
Onda o Particella – Perché non Entrambe?
I fotoni che compongono la luce si comportano come una funzione d’onda, che li fa agire come se potessero trovarsi ovunque con probabilità variabili. Gli elettroni, precedentemente considerati particelle, possono anche comportarsi come onde in determinate condizioni. Protoni, neutroni e altre particelle mostrano la stessa dualità, con comportamenti ondulatori o particellari a seconda delle circostanze.
Implicazioni
La dualità onda-particella ha implicazioni profonde. Gli oggetti più massicci hanno funzioni d’onda così piccole che non sperimentiamo direttamente questa dualità. Tuttavia, condensati di Bose-Einstein, raccolte di atomi che si comportano come una particella subatomica, dimostrano che la dualità può influenzare anche oggetti macroscopici. Sebbene non incontriamo condensati di Bose-Einstein al di fuori dei laboratori, la dualità onda-particella ha un impatto su molte tecnologie e aspetti della nostra vita quotidiana.
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