RELATIVITA’ E MECCANICA QUANTISTICA · PDF...

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RELATIVITA’ E MECCANICA QUANTISTICA, ESISTE UN PUNTO DI INCONTRO? Il cruccio di Einstein fu l’accettazione del principio di probabilità, e quindi del caso, nella realtà. La sua famosa espressione “Dio non gioca a dadi” in fondo vuol dire questo: niente avviene per caso. L’esperimento alla base della meccanica quantistica è quello effettuato da Thomas Young nel 1801 con il quale dimostrò la natura ondulatoria della luce. Sulla base di tale esperimento si sono susseguiti nel tempo altri esperimenti, detti della doppia fenditura, che hanno confermato la doppia natura corpuscolareondulatoria della realtà fisica ed in particolare della fisica delle particelle elementari. Il dualismo ondaparticella è quindi un aspetto fondamentale della fisica quantistica. Il punto è che mentre un’onda ha un comportamento deterministico una particella invece no, sembra essere governata dal caso o più precisamente dalla probabilità. Il paradosso è però che anche la probabilità può essere calcolata e quindi alla fine anche la meccanica quantistica assume le caratteristiche di una scienza esatta. Da qui il conflitto: fisica relativistica e fisica quantistica sono entrambe vere ma si contraddicono. Ad oggi questo rebus non è stato risolto e la contraddizione rimane. Ma è veramente una contraddizione? Non può esserci un anello mancante? La teoria “RIFLESSIONI CONCETTUALI SU ENERGIA E MATERIA: LA GEOMETRIA DELLE FORZE” che ho sviluppato potrebbe rappresentare questo anello. Secondo essa infatti la particella altro non è che un’onda circolare ruotante attorno ad un perno di rotazione alla velocità “c” in corrispondenza della sua cresta. L’onda diventa quindi una circonferenza, cioè un’area rappresentata appunto da c 2 , ed entro la quale le onde vibrano ad una frequenza che dovrà comunque rispettare il principio di costanza della velocità assoluta c che, per coerenza, sarà costretta ad effettuare un salto quantico dall’asse rettilineo, diventato un punto, all’orbita circolare esterna. Questo salto quantico altro non è che un cambiamento di stato geometrico da linea retta a curva, l’unica geometria che gli consente di rispettare la velocità assoluta c a λ=0. Il moto, e quindi lo spostamento nello spaziotempo, cioè l’energia, è stato quindi spostato dal centro alla periferia, la circonferenza, dove può mantenere la sua caratteristica di procedere all’infinito. È nata la particella di materia, ossia la massa. c c 2 1 2 3 4 5 6 c 2 λ>0 λ=0 c

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RELATIVITA’  E  MECCANICA  QUANTISTICA,  ESISTE  UN  PUNTO  DI  INCONTRO?        Il  cruccio  di  Einstein  fu  l’accettazione  del  principio  di  probabilità,  e  quindi  del  caso,  nella  realtà.  La  sua  famosa  espressione  “Dio  non  gioca  a  dadi”  in  fondo  vuol  dire  questo:  niente  avviene  per  caso.  L’esperimento  alla  base  della  meccanica  quantistica  è  quello  effettuato  da  Thomas  Young  nel  1801  con  il  quale  dimostrò  la  natura  ondulatoria  della  luce.  Sulla  base  di  tale  esperimento  si  sono  susseguiti  nel  tempo  altri  esperimenti,  detti  della  doppia  fenditura,  che  hanno  confermato  la  doppia  natura  corpuscolare-­‐ondulatoria  della  realtà  fisica  ed  in  particolare  della  fisica  delle  particelle  elementari.  Il  dualismo  onda-­‐particella  è  quindi  un  aspetto  fondamentale  della  fisica  quantistica.  Il  punto  è  che  mentre  un’onda  ha  un  comportamento  deterministico  una  particella  invece  no,  sembra  essere  governata  dal  caso  o  più  precisamente  dalla  probabilità.  Il  paradosso  è  però  che  anche  la  probabilità  può  essere  calcolata  e  quindi  alla  fine  anche  la  meccanica  quantistica  assume  le  caratteristiche  di  una  scienza  esatta.  Da  qui  il  conflitto:  fisica  relativistica  e  fisica  quantistica  sono  entrambe  vere  ma  si  contraddicono.  Ad  oggi  questo  rebus  non  è  stato  risolto  e  la  contraddizione  rimane.    Ma  è  veramente  una  contraddizione?    Non  può  esserci  un  anello  mancante?    La  teoria  “RIFLESSIONI  CONCETTUALI  SU  ENERGIA  E  MATERIA:  LA  GEOMETRIA  DELLE  FORZE”  che  ho  sviluppato  potrebbe  rappresentare  questo  anello.    Secondo  essa  infatti  la  particella  altro  non  è  che  un’onda  circolare  ruotante  attorno  ad  un  perno  di  rotazione  alla  velocità  “c”  in  corrispondenza  della  sua  cresta.  

L’onda  diventa  quindi  una  circonferenza,  cioè  un’area  rappresentata  appunto  da  c2,  ed  entro  la  quale  le  onde  vibrano  ad  una  frequenza  che  dovrà  comunque  rispettare  il  principio  di  costanza  della  velocità  assoluta  c  che,  per  coerenza,  sarà  costretta  ad  effettuare  un  salto  quantico  dall’asse  rettilineo,  diventato  un  punto,  all’orbita  circolare  esterna.  Questo  salto  quantico  altro  non  è  che  un  cambiamento  di  stato  geometrico  da  linea  retta  a  curva,  l’unica  geometria  che  gli  consente  di  rispettare  la  velocità  assoluta  c  a  λ=0.  Il  moto,  e  quindi  lo  spostamento  nello  spazio-­‐tempo,  cioè  l’energia,  è  stato  quindi  spostato  dal  centro  alla  periferia,  la  circonferenza,  dove  può  mantenere  la  sua  caratteristica  di  procedere  all’infinito.    È  nata  la  particella  di  materia,  ossia  la  massa.    

c  c2  

1  

2  

3  

4  

5  

6  

c2  λ>0   λ=0  

c  

Chiusa  nella  sua  forma  circolare  l’onda  continuerà  a  vibrare  mantenendo  così  la  sua  natura  ondulatoria  che  è  stata  verificata  nell’esperimento  della  doppia  fenditura  dove,  pur  utilizzata  nello  stato  di  particella,  ha  continuato  a  comportarsi  come  onda  perché  è  un’onda.    Nella  teoria  ho  spiegato  che  probabilmente  (e  qui  la  probabilità  è  chiamata  in  causa  perché  sto  esponendo  una  teoria)  il  salto  quantico  da  onda  a  particella  è  avvenuta  alla  lunghezza  di  Plank  (lP),  cioè    a  1,616252  x  10-­‐35  m,  per  cui,  dopo  tale  salto  l’onda  circolare  dovrebbe  avere  una  frequenza  equivalente,  cioè:    f  =  c/lP    il  cui  valore  è  altissimo  e  rispecchia  una  densità  di  moto,  e  quindi  energetica,  mostruosa  e  assolutamente  coerente  con  la  formula  E=mc2  o,  meglio  ancora,  con  m=E/c2.  Tale  densità  rappresenterebbe  la  massa  della  particella  e  la  sua  natura  squisitamente  energetica.    Il  numero  di  vibrazioni  racchiuso  nella  particella,  che  altro  non  sono  che  la  particella  stessa,  è  però,  ancorchè  enormemente  grande,  finito.    Questa  enorme  quantità  di  vibrazioni  chiuse  in  un’area  enormemente  piccola  conferirebbe  alla  particella  le  proprietà  di  indeterminazione  che  la  fisica  quantistica  riscontra  e  ciò  sarebbe  dovuto  al  fatto  che  non  esiste  modo  di  misurare  un  fenomeno  caratterizzato  da  una  quantità  di  moto  altissima  con  strumenti  che  sfruttano  onde  elettromagnetiche  che  ne  possiedono  una  quantità  minore  (sarebbe  come  misurare  i  millimetri  con  il  metro).  Ciò  che  si  potrà  misurare  sarà  solo  un  effetto  parziale  di  un’interferenza,  da  cui  il  ricorso  alla  probabilità.  Insomma,  esisterebbe  un  “oltre”  vero  e  specifico,  ma  non  possiamo  vederlo.    Filosoficamente  si  potrebbe  dedurre  che  l’Assoluto  si  esprime  nel  Relativo,  ovvero  che  la  realtà  che  percepiamo  è  Relativa  anche  se  costituita  da  Assoluti.        Le  possibilità    Esaminiamo  ora  una  delle  conseguenze  dell’indeterminazione:  la  possibilità.  Si  dice  che  la  particella  può  essere  in  più  posti  contemporaneamente  e  che  prende  posizione  soltanto  quando  viene  osservata.  Questa  idea  di  contemporaneità  non  è  forse  applicabile  anche  ad  una  vibrazione  la  cui  frequenza  è  talmente  alta  da  non  essere  più  distinguibile?  È  un  po’  come  se  la  particella  al  suo  interno  fosse  un  tutt’uno  indistinguibile  ma  i  suoi  comportamenti  probabilistici  tradiscono  la  presenza  di  una  discontinuità  che  in  realtà  c’è  ma  che  non  è  misurabile  e  localizzabile  completamente,  per  i  motivi  suesposti.  Personalmente  sono  portato  a  pensare  che  il  vero  mistero  non  sia  tanto  quindi  nel  comportamento  della  particella  quanto  nella  vera  natura  del  campo  di  forza  che  si  esprime  negli  assoluti  geometrici  nei  quali  prende  forma.  È  forse  in  esso  che  sta  il  vero  segreto  della  realtà.            

I  tipi  di  particella    Sappiamo  che  esistono  vari  tipi  di  particella  per  cui  è  doveroso  domandarsi  come  la  vibrazione  circolare  possa  organizzarsi  rispettando  anche  il  principio  di  conservazione  dell’energia  che  anche  a  questa  scala  ritengo  debba  essere  rispettato.                  

             rA  <  rB,C                  fB  <  fC  

 Se  una  particella  può  assumere  dimensioni  diverse  vedrà  variare  il  proprio  raggio  (ampiezza  dell’onda)  e  quindi  la  sua  circonferenza  che  rappresenta  la  linea  sulla  quale  si  sviluppa  il  moto  alla  velocità  c.  Dovendo  essere  rispettato  il  principio  di  costanza  di  c  ci  si  dovebbe  allora  attendere  un  cambiamento  della  frequenza  per  compensare  la  variazione  di  ampiezza  e  la  variazione  del  numero  di  rotazioni  nell’unità  di  tempo.  In  realtà  esistono  particelle  la  cui  massa  è  diversa  per  cui  è  probabile  anche  che,  pur  essendo  la  velocità  perferica  uguale  e  costante  (vp  =  cost),  la  frequenza  possa  variare  cosi  come  avviene  nelle  onde  e.m.  con  la  differenza  che  in  queste  cambia  l’energia  che  trasportano  mentre  nelle  particelle  cambia  la  massa  (energia  massificata).  L’equazione  E=mc2  rimane  così  sempre  rispettata  come  pure  il  1°  principio  della  termodinamica.    A  questo  punto  per  le  particelle  si  dischiude  la  possibilità  di  differenziarsi  in  modelli  diversi  per  andare  a  costruire  sistemi  di  organizzazione  più  complessi  quali  atomi,  molecole,  ecc.  fino  all’intero  universo.    

c   c   c  

A  B   C