Ecco una spiegazione semplice di cos'è la fisica quantistica.
La fisica quantistica (o meccanica quantistica) è la teoria fisica che descrive il comportamento della materia e dell'energia al livello più piccolo che conosciamo: quello delle particelle subatomiche come elettroni, fotoni (particelle di luce), atomi e molecole.
È, in sostanza, la fisica dell'infinitamente piccolo, e le sue leggi sono molto diverse da quelle che sperimentiamo nella vita di tutti i giorni (la fisica classica o newtoniana), che si applicano invece agli oggetti macroscopici.
I Concetti Chiave Spiegati Facilmente
Il motivo per cui questa fisica è così affascinante e controintuitiva risiede in alcuni concetti fondamentali che sfidano il nostro modo abituale di vedere il mondo:
1. La Quantizzazione (I Quanti)
La parola "quantistica" deriva da "quanto" (dal latino quantum, che significa "quantità"). A livello subatomico, l'energia non è continua (come un flusso d'acqua), ma è divisa in pacchetti o unità minime discrete, proprio come se fosse fatta di "mattoncini" indivisibili. Questi pacchetti sono chiamati quanti.
2. Dualismo Onda-Particella
Secondo la fisica quantistica, le particelle subatomiche (come la luce o gli elettroni) possono comportarsi sia come particelle (oggetti localizzati) sia come onde (fenomeni diffusi). A seconda dell'esperimento che eseguiamo, mostrano l'uno o l'altro aspetto: non sono o l'una o l'altra, ma entrambe le cose.
3. Sovrapposizione
Una particella quantistica può esistere in molteplici stati contemporaneamente. Ad esempio, un elettrone può essere in diversi luoghi o avere diverse proprietà in una volta sola. È solo quando la misuriamo o la osserviamo che la particella "sceglie" o "collassa" in uno stato definito e specifico (come un lancio di dadi che non ha un risultato finché non cade sul tavolo).
4. Principio di Indeterminazione
Formulato da Werner Heisenberg, questo principio afferma che non possiamo conoscere con precisione assoluta due proprietà complementari di una particella contemporaneamente. Ad esempio, più precisamente misuriamo la posizione di un elettrone, meno precisamente potremo conoscerne la sua velocità (e viceversa). Questa limitazione non dipende dai nostri strumenti, ma è una proprietà intrinseca della natura.
5. Probabilità
A differenza della fisica classica, che è deterministica (sapendo le condizioni iniziali, si può prevedere il risultato esatto), la fisica quantistica è probabilistica. Non possiamo dire esattamente dove si troverà una particella, ma possiamo solo calcolare la probabilità di trovarla in un certo luogo o in un certo stato.
💡 A Cosa Serve?
La fisica quantistica non è solo una teoria astratta, ma è alla base di gran parte della tecnologia moderna, inclusi i laser, i transistor (fondamentali per i computer), i microchip, la risonanza magnetica (MRI) e la più recente frontiera del computer quantistico e della crittografia quantistica.
Un video che introduce la meccanica quantistica con un esempio semplice è: Vi spiego la MECCANICA QUANTISTICA con un semplice DADO da gioco.
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