Video molto pertinente che fa capire quante riflessioni ancora oggi la MQ o meglio le sue interpretazioni fanno discutere. mi risulta per esempio che l interpretazione di Carlo Rovelli della MQ eviti completamente il cosiddetto collassamento della funzione d'onda e nel caso del fotone che non viene rilevato affatto qualcuno si potrebbe chiedere " ma l'energia del fotone che fine ha fatto? o dove è andata? " perchè certo il principio di conservazione dell'enenrgia deve essere sempre valido
Piccola chicca, dato che ti piace l’interpretazione a molti mondi. Il fautore è come ben saprai Hugh Everett…il figlio è Mark Everett (detto E). È il cantante,autore, produttore del progetto eels, un fantastico musicista e paroliere. Un vero artista che tra l’altro ha scritto un libro in cui parla anche del padre (e della sua drammatica vita) chiamato “rock, amore, follia e un paio di altre sciocchezze che i nipotini dovrebbero sapere”…👽
Buongiorno carissimo, grazie per il video molto istruttivo e coraggioso per affrontare un tema così lontano dalla nostra percezione sensoriale. Una domanda: l’interferometro di Mach-Zender, come ottiene interferenze diverse? Agendo sul rapporto tra le lunghezze dei lati del rettangolo?
Da scienziato dei materiali ti faccio i complimenti. Bellissimo lavoro. Valido anche ricordarsi delle cose se non si ha possibilità di prendere in mano i "sacri testi".
Domanda: Se un fotone è passato da entrambe le fessure, misurando l'energia del fotone che passa da una sola fessura vedremo che ha la metà dell'energia del fotone di partenza? Se il fotone ha la minima energia possibile consentita e quindi non divisibile?
Sempre con video molto completi anche su dettagli di argomenti non intuitivi (tipico della MQ), chiedo se potresti cimentarti nel demistificare la "cancellazione quantistica a scelta ritardata" , argomento anch'esso molto ostico da descrivere ma altrettanto affascinante. Qui su YT si trovano svariati video che gia' lo fanno, ma non ne ho trovato nessuno in italiano. Grazie.
Ottimo video complimenti. Rimanendo in ottica "metafisica" se la gravità fosse effettivamente quantizzata allora sarebbe teoricamente possibile se avessimo accesso almeno ad una misura di una lunghezza di Planck l'osservazione diretta di una interferenza sulla sovrapposizione di uno stato quantistico? Il che a mio parere potrebbe portare ad asserire che quantisticamente sia la gravità stessa e cioè tutto lo spazio-tempo di interazioni a determinare sia microscopicamente e poi al collasso macroscopicamente l'essenza di una informazione di tipo quantistico. Ciò spiegherebbe come in una sovrapposizione di tipo entangled e quindi in una correlazione o somma di più stati quantistici non sia necessaria una locazione relativa di essi spazio-temporale, o principio di locazione, dato che sarebbe a questo punto tutto lo spazio-tempo di interazioni stesso ad essere quantizzato gravitazionalmente e quindi istantaneamente fattuale in termini informativi al collasso dello stato entangled su entrambi gli stati.
Molto chiara la spiegazione. Ma alla fine l'energia del singolo fotone si conserva? Il fotone emesso inizialmente ha la stessa energia (quindi frequenza) del fotone finale? L'energia dovrebbe sempre conservarsi
Ciao, sì l'energia si conserva sempre. Mentre il fotone evolve come onda possiamo dire che l'energia non è propriamente localizzata nello spazio, ma quando viene rivelato trasferisce interamente la propria energia al sensore.
@@RandomPhysics quindi se facessimo lo stesso esperimento con distanze molto grandi e molto diverse fra loro, al momento della rivelazione del fotone avremmo istantaneamente tutta l'energia di esso?
Salve, se nell'interferometro di Mach Zehnder ,quando attraversato da un solo fotone, misuriamo la polarizzazione nei due rami dell'interferometro cosa otteniamo. È la stessa o no ? Grazie
Complimenti per le tue spiegazioni sempre chiare e concrete! Una domanda molto ingenua: gli effetti quantistici sul una particella dotata di massa si vedono solo a velocità prossime a quella della luce o è una condizione non necessaria?
Non è necessario, a rigore gli effetti relativistici sono rilevanti a velocità elevate. Quelli quantistici non dipendono dalla velocità, ma da quanto il sistema sia piccolo (in generale, gli effetti quantistici possono manifestarsi anche in altri regimi, come nelle proprietà della materia a basse temperature)
Bravo! Hai saputo della pubblicazione di un professore di UCL di una nuova teoria di gravità classica che cerca di conciliare meccanica quantistica e relatività generale?
La sovrapposizione degli stati è probabilmente il cuore di tutta la fenomenologia quantistica, il fenomeno base dal quale tutto il resto si deriva, mette completamente in crisi il modello di tempo così come elaborato dalla meccanica classica ma anche dalla relatività di Einstein. Forse è nel superamento del concetto di tempo così come lo concepiamo che risiede la vera comprensione dei fenomeni quantistici.
Potresti mostrarci in un video successivo l'esperimento di Mandel in cui si vede che l'interferenza si blocca se tramite un rivelatore ausiliario si conosce con certezza il percorso della particella?
Quello che è straniante è come una "porzione" d'onda collassi in particella, mentre l'altra porzione (se è vero che l'onda iniziale viene divisa in due parti uguali con tragitti diversi) no.
Non ci sono porzioni, il fotone è sempre uno, ma è sia su un percorso che sull'altro, non è come un'onda di un liquido in cui una parte va in una direzione e un'altra, fisicamente distinguibile, va dall'altra. Stai ragionando in modo "classico", occorre abbandonare i modi di vedere imparati dall'esperienza e dalle discipline macroscopiche, non è nè facile nè intuitivo. Il paragone con le onde classiche ha dei limiti, la funzione d'onda non "vive" nello spazio euclideo ma necessita di essere vista nello spazio di Hilbert complesso.
Ciao...ragiono così tanto per dire.. Anche nel dado classico le sei facce del cubo (che costituiscono il dado) coesistono nell' essere il cuore, il dado....l' unica cosa è che non sai quale faccia arriverà ad essere rivolta verso l' alto ( riduzione del vettore di stato). Poi avrei considerato il cerchio come poligono ad infiniti lati...ne dovrebbe seguire che la sfera è il poliedro ad infinite facce e sll9rz mi forge la domanda quantum cube is a sphere? E l' onda un campo associato?
beh, almeno la molti-mondi è facile da dimostrare, con l'esperimento del suicidio quantistico, che però immagino nessuno abbia mai fatto, o magari qualcuno l'ha fatto, ma non nel mondo da cui sto scrivendo :-D E' un concetto affascinante, ma in cima alla lista dei "non provate a farlo a casa" ;-)
In altri video però dicevi che non si può parlare di "fotone" durante il viaggio, durante il tragitto, e che il fotone è un qualcosa che riguarda solo il momento della rivelazione, visto che l'onda può scambiare energia con la materia solo in "quanti di energia"... Attraverso questa interpretazione non si risolve un po', almeno in parte, il paradosso ?
Su questo di Mach-Zehnder sinceramente ci devo pensare, ma in realtà il paradosso di Schöridenger è risolvibile .....come posso contattarti per discuterne?
Ho una, anzi due domande sciocche sciocche... 1. Ma se queste particelle subatomiche tra loro non si distinguono, cioè un elettrone ed un'altro elettrone al momento ci sembrano identici, come facciamo a stabilire che sia proprio quel'elettone lì a fare due percorsi diversi contemporaneamente? Al netto di qualunque formula matematica che lo provi... 2. Ho visto un esperimento dove si vedevano gli elettroni che lasciavano una scia nel loro percorso (con la camera di nebbia o qualcosa del genere. Prnso sia quella con cui hanno visto l'antimateria ma è facile mi sbagli vista la profonda ignoranza). Se è vero perché non si mette un qualcosa tipo doppia fessura in quel dispositivo e si vede che cavolo di traiettoria fanno questi benedetti elettroni? Grazie per i tuoi video e per l'eventuale risposta (ringrazio anche chi eventualmente risponderà leggendo il commento). 😊🙏
1) 2 elettroni non sembrano identici, ma sono profondamente uguali. Questo è un punto fondamentale. Se realizzo un esperimento in cui mando un elettrone verso una fenditura, so che era l'elettrone che ho spedito semplicemente perché è l'unico nell'esperimento, non è che si possa essere indecisi con altri, abbiamo scelto di non metterli. Però nei casi in cui ci sono più elettroni, NON si stabilisce quale fa cosa, appunto perché sono indistinguibili, non si stabilisce nulla. 2) una fenditura non darebbe nulla di significativo, perché nel caso gli elettroni interagiscono col gas e questo va a causare il fenomeno della decoerenza. Quello che vedrai è un elettrone con la sua traiettoria nota, ma sullo schermo NON ci sarà più una figura di interferenza
Molto interesante anche se non facilissimo non tanto da comprendere quanto da "digerire". Mi chiedo se la sovrapposizione di stati vale anche nel caso della polarizzazione della luce,cioè nel caso in cui un fotone passi attraverso un polarizzatore (nicol) e quindi rilevato da un secondo nicol (analizzatore) posto parallelamente, inrociato e orientato con una diversa angolazione rispetto al primo. Qualcuno mi sa rispondere?
Immagino che a distanza di 4 mesi dalla pubblicazione del video nessuno si fili più i commenti ma avrei una domanda naif da ignorante in materia: qualcuno sa dire cosa succede se nell'apparecchio che si vede al minuto 7 si toglie uno dei rivelatori? Il rivelatore che rimane si accende sempre ad ogni "lancio" o - mediamente - metà delle volte? Cioè, cosa succede se togliamo al fotone la possibilità "scegliere" con cosa relazionarsi? Me lo chiedo perché mi pare sia come se il fotone venisse suddiviso dallo specchio semiriflettente ma continuasse a costituire un'unica entità, per cui poi può essere rilevato da un solo rivelatore per qualche motivo che non so...
Come si fa ad essere certi che - una volta interrotto uno dei due percorsi - la comparsa del fotone nel rivelatore 1 oppure 2 sia comunque espressione di una trasmissione ondulatoria in entrambi i sensi (diretto e riflesso) e di un successivo collasso in uno qualsiasi dei due rivelatori? Come si può escludere che si tratti invece di una propagazione particellare, laddove il fotone viene riflesso e quindi rivelato da uno dei due apparecchi OPPURE assorbito dallo specchio semiriflettente e quindi rivelato dall'altro rilevatore?
Ma la sovrapposizione quantistica non potrebbe essere giustificata dal principio di minima azione? In quanto a bassissimi livelli di energia l'azione non può essere inferiore ad h. Per cui la natura non potendo scegliere il percorso di minima azione li percorre entrambi in uno stato di sovrapposizione. Quando poi avviene l'incontro con uno strumento macroscopico in cui l'energia deve essere necessariamente amplificata per poter effettuare la misura le azioni relative ai due percorsi diventeranno molto maggiori e basterà una piccola differenza per far collassare il sistema in uno dei due stati. Gradirei un commento a questa interpretazione
Il fotone finisce su ambedue i rivelatori perchè si generano due mondi con i due eventi diversi. Si elimina il "problema" del collasso ma evidentemente se ne crea un altro.
10:09 Ma se gli specchi totalmente riflettenti, fungessero anche da rivelatori o, comunque avessero vicino un rivelatore, rileverebbero entrambi il fotone?
@@RandomPhysics quindi come al solito, possiamo dedurre che il fotone ha percorso entrambi i tragitti, solo a posteriori. Se cerchiamo di beccarlo in flagrante lui ci frega sempre!
@@andreagaliati3850 si certo perché in questo modo è chiaro che il fotone debba essere passato necessariamente per i due percorsi contemporaneamente e quindi un dubbio ce lo siamo levato 😁. Però ciò lo possiamo dire sempre alla fine. non possiamo ancora "vedere in diretta" l'onda che si biforca. Magari un giorni qualcuno creerà dei sensori che non perturbano gli esperimenti e vedremo le sovrapposizioni coi nostri occhi. 😁
Più guardo i tuoi video sulla meccanica quantistica, più mi convinco del fatto che esista solo l'onda e che la particella non sia altro che accidente... una sorta di "vestito" dell'onda.
Concordo, io credo proprio alla sovrapposizione ovvero l'entità energetica abbia una caratteristica sia ondulatoria che di massa, se ci pensi e so che è una stupidaggine, la carica elettrica è pari sia tra elettrone che protone ma il protone è composto da fermioni ed ha Massa enorme al confronto degli elettroni, ciò ci fa capire che entrambe le particelle forse sono ondulatorie e che determinate interazioni gli donano una proprietà che chiamiamo massa
Ricordo che esiste un'interpretazione realistica e deterministica della Maccanica Quantistica completamente diversa dall'interpretazione di Copenhagen di Bohr: quella dell'onda pilota di Bohm e De Broglie
@@fernweh3726 Gli esperimenti di Aspect e altri hanno mostrato sperimentalmente che le disuguaglianze di Bell sono violate. Questo significa che non può esistere una teoria che sia (1) localmente realistica (nel senso di Einstein e Bell, cioè, con la proprietà che vi sono enti fisici reali e localizzati nello spazio, che influenzano solo le loro immediate vicinanze e inoltre determinano gli esiti degli esperimenti), (2) in grado di riprodurre le predizioni della fisica quantistica, e infine (3) non superdeterministica (che è una proprietà abbastanza strana che Bell non aveva considerato, e che non sto a descrivere qui). La meccanica di Bohm invece non è esclusa dalla violazione delle disuguaglianze di Bell, dal momento che non è localmente realistica.
Ciao Gabriele, ho notato che da un pò di tempo non scrivi più formule o fai conti; forse così rischi di divulgare troppo ed insegnare troppo poco.....🤔🤔🤔
Non saprei, io racconto sempre ciò che studio o ho studiato su testi didattici o articoli di ricerca; in base all'argomento decido poi se siano necessarie formule, disegni (come quello dell'interferometro) o se bastino le parole. Si tratta però sempre di approfondimenti o punti di vista nuovi, difficili da trovare normalmente nella divulgazione.
Riguardo all’argomento della "sovrapposizione", spesso ho avuto l'impressione che per un numero non piccolo di fisici, e per quasi tutti i divulgatori, la sovrapposizione quantistica sia da interpretarsi come qualcosa di fisico. Io non ne sono convinto, innanzitutto perché la sovrapposizione delle funzioni d’onda non è la sovrapposizione di onde fisiche, come ad esempio le onde elettromagnetiche. Una funzione d’onda non è un’onda, ma soltanto un ente matematico astratto, che non corrisponde a nulla di fisico; in altre parole la “natura” della funzione d’onda non è ontologica, ma epistemica (e questo al di là delle diverse interpretazioni della meccanica quantistica). Occorre quindi sempre ricordare che tra la funzione d’onda e un’onda fisica, vi è soltanto una analogia, perché analoghe sono le loro descrizioni matematiche. Inoltre c’è un altro aspetto a cui (secondo me) molti sembrano non dare importanza, e che invece è degno di riflessione. Prendiamo un sistema fisico quantistico (come un elettrone, un fotone, etc...). Sia nel caso dello spettro discreto degli autovalori, che nel caso dello spettro continuo, la sovrapposizione non è nient'altro che la somma degli autostati, per cui il risultato di una misura non è che l'attuarsi di una delle possibilità già (in un certo senso) "codificate" nella sovrapposizione. Dopo una misura, il sistema fisico entra (attraverso il collasso) nell'autostato corrispondente all'autovalore. In altre parole, una misura "corrisponde" matematicamente alla selezione di uno fra i tanti autostati possibili. Perciò, in questo senso, la sovrapposizione è solo un fatto statistico, utile nel formalismo matematico della meccanica quantistica, e niente più.
Per quanto riguarda il primo punto, cosa fa di un'onda elettromagnetica un ente "più fisico" rispetto a una funzione d'onda? Anche il concetto di campo (elettrico e magnetico) è un concetto astratto, il campo non "vive" nello spazio tridimensionale, nello spazio ci sono solo i punti che assieme al tempo costituiscono gli argomenti dei campi. È vero che lo spazio di Hilbert è più complesso rispetto allo spazio vettoriale di un campo elettrico, ma i fenomeni di interferenza, dovuti alla sovrapposizione, funzionano nello spazio di Hilbert così come negli spazi dei campi classici. Sul secondo punto penso che il punto di vista dipenda dalla formulazione che si usa. Nella teoria della decoerenza quantistica si cerca di comprendere attraverso quali meccanismi avvenga quello che chiamiamo collasso. Poi c'è la formulazione locale, che fa uso dell'algebra degli operatori, in questo caso l'unica cosa "reale" sono le osservabili non si parla di spazi di Hilbert né di funzioni d'onda.
@@RandomPhysics Come sai, è sempre difficile l'aspetto linguistico. Comunque, dovevo specificare meglio cosa intendo con onda “fisica”: una perturbazione che nasce da una sorgente e si propaga nel tempo e nello spazio trasportando energia o quantità di moto (stessa definizione di wikipedia o di un qualsiasi manuale di fisica). Invece una funzione d'onda non è una perturbazione che si propaga nello spazio e nel tempo.
@@RandomPhysics Non è come dire che il moto di una particella classica non “vive” nello spazio tridimensionale perché in realtà è un elemento dello “spazio delle funzioni due volte differenziabili da R in R^3”? È un equivoco linguistico, non bisogna confondere gli enti matematici con gli enti fisici che essi rappresentano. Un campo è molto diverso da una funzione d'onda, perché rappresenta un'onda che si propaga nello spazio, come dice @massimiliano-oronzo, mentre la funzione d'onda si propaga nello spazio delle configurazioni. E non sono certo l'unico che pensa che l'interpretazione realistica della funzione d'onda sia problematica per questo motivo, anche Schrödinger stesso notò questo problema. Tra l'altro, in tempi moderni, un filosofo della scienza come David Albert, che sostiene un'interpretazione psi-ontologica, ammette appunto che la sua interpretazione richiede l'esistenza fisica di uno spazio 3N-dimensionale.
A me non sembra rigoroso dire che il campo elettromagnetico si propaga nello spazio, nel senso che capisco che lo si dica per avere un'immagine intuitiva della cosa, ma a questo punto non vedo perché non si possa dire che la funzione d'onda si propaga anch'essa nello spazio. O quantomeno il suo modulo quadro, che rappresenta una densità di probabilità, quindi almeno una quantità reale. Esattamente come per il campo elettromagnetico possiamo solo misurarne gli effetti, ad esempio le accelerazioni esercitate su cariche, o i fotoni emessi da atomi colpiti dalle onde elettromagnetiche, noi possiamo solo misurare gli effetti della presenza nello spazio di una densità di probabilità relativa, ad esempio, a un elettrone. Quando diciamo che un atomo ha una certa dimensione, ci riferiamo proprio all'estensione di una densità di probabilità apprezzabile, che corrisponde al modulo quadro della funzione d'onda. Se vogliamo essere rigorosi fino in fondo, molti concetti fisici esistono in spazi matematici che non sono lo spaziotempo, ma se per comodità e per non complicarci la vita vogliamo comunque usare un linguaggio secondo cui tali oggetti "sono" o "viaggiano" nello spazio non dovremmo poi puntualizzare che solo alcuni di essi, più vicini alla nostra esperienza quotidiana, non sono "oggetti astratti" e altri invece lo sono.
@@RandomPhysics Grazie per la disponibilità alla discussione! È sempre bello parlare di queste cose. Non penso sia solo una questione di linguaggio: io posso raccontare una storia perfettamente coerente sulla fisica classica, riguardo a enti che esistono realmente nello spazio 3D (particelle, campi etc.), e posso raccontare come interagiscono in modo tale che l'evoluzione temporale del mondo dipenda solo da “cose che esistono realmente nello spazio” (o spaziotempo). Infatti, per prima cosa posso rappresentare matematicamente queste cose. Se dico che un campo si propaga nello spaziotempo, allora assegnerò un numero a ogni punto (ampiezza del campo), e avrò quindi una funzione matematica che rappresenta il campo (ma che non è il campo fisico). Posso infine descrivere matematicamente le varie interazioni, sempre implicando una corrispondenza tra oggetti matematici e mondo fisico. Il punto è che, anche matematicamente, l'evoluzione temporale dipende solo da oggetti matematici che posso interpretare come rappresentazioni di enti reali, esistenti nello spazio (campi, particelle etc.). Se invece interpretassi il modulo quadro della funzione d'onda come realmente esistente nello spazio, avrei prima di tutto il problema che il modulo quadro è ancora una funzione dello spazio delle configurazioni. Se poi, per dire, faccio come provò a fare Scrödinger, cioè sommo particella per particella le “distribuzioni di probabilità marginali”, ottengo effettivamente una funzione di tre variabili spaziali. Il problema è che questa funzione non determina l'evoluzione futura del sistema: per determinarla mi serve la funzione d'onda completa. Per questo non penso che sia possibile interpretare realisticamente la psi in questo modo. Per concludere, non penso affatto che non sia “rigoroso” ritenere che il campo elettromagnetico esista nello spazio 3D (o nello spaziotempo). Questa nozione è perfettamente coerente e non porta a nessuna contraddizione o difficoltà. Mentre invece, se si prova a descrivere la psi come esistente nello spaziotempo, si incontra una serie di problemi, a cui ho accennato. In altre parole, non si può interpretare in modo coerente la psi come un oggetto esistente nello spaziotempo, mentre invece ciò si può senza difficoltà fare con il campo em (non per semplice comodità o per non complicarci la vita, lo si può fare in modo preciso e coerente).
Nelle interpretazioni usuali no. In quella a multimondi tutti i possibili risultati avvengono, questo elimina il "problema" del collasso ma ne genera uno ben peggiore 😁
Treccani: RIVELATORE: In fisica atomica e nucleare, r. di particelle, dispositivo in grado di rivelare il passaggio di determinati tipi di particelle (in questo senso è sinon. di contatore di particelle) e, anche, di identificarne la natura e misurarne le caratteristiche cinematiche (posizione, energia, impulso, ecc.): r. di fotoni, di elettroni, di neutroni, ecc. (per il r., o contatore, a scintillazione, v. scintillazione, n. 3 b); negli esperimenti alle macchine acceleratrici, il termine indica l’intero apparato sperimentale, in quanto distinto dall’acceleratore stesso: un rivelatore per anelli di accumulazione.
Video molto pertinente che fa capire quante riflessioni ancora oggi la MQ o meglio le sue interpretazioni fanno discutere. mi risulta per esempio che l interpretazione di Carlo Rovelli della MQ eviti completamente il cosiddetto collassamento della funzione d'onda e nel caso del fotone che non viene rilevato affatto qualcuno si potrebbe chiedere " ma l'energia del fotone che fine ha fatto? o dove è andata? " perchè certo il principio di conservazione dell'enenrgia deve essere sempre valido
Video davvero bello e chiaro, anche se è davvero controintuitiva come cosa soprattutto nella fase di collasso della funzione d'onda.
Bravissimo!
Puntata bellissima, eccezionale. La realtà non è come ci appare (come al solito).
Piccola chicca, dato che ti piace l’interpretazione a molti mondi. Il fautore è come ben saprai Hugh Everett…il figlio è Mark Everett (detto E). È il cantante,autore, produttore del progetto eels, un fantastico musicista e paroliere. Un vero artista che tra l’altro ha scritto un libro in cui parla anche del padre (e della sua drammatica vita) chiamato “rock, amore, follia e un paio di altre sciocchezze che i nipotini dovrebbero sapere”…👽
Buongiorno carissimo, grazie per il video molto istruttivo e coraggioso per affrontare un tema così lontano dalla nostra percezione sensoriale. Una domanda: l’interferometro di Mach-Zender, come ottiene interferenze diverse? Agendo sul rapporto tra le lunghezze dei lati del rettangolo?
Da scienziato dei materiali ti faccio i complimenti. Bellissimo lavoro. Valido anche ricordarsi delle cose se non si ha possibilità di prendere in mano i "sacri testi".
decisamente ... chiaro e fluido nel comunicare ... un bel esempio di didattica ben fatta .....
Ciao Gabriele, molto bella questa serie di "debunking di alto livello" ❤
Domanda: Se un fotone è passato da entrambe le fessure, misurando l'energia del fotone che passa da una sola fessura vedremo che ha la metà dell'energia del fotone di partenza?
Se il fotone ha la minima energia possibile consentita e quindi non divisibile?
Interessante la spiegazione della sovrapposizione di stati come presenza di fenomeni d'interferenza
Sempre con video molto completi anche su dettagli di argomenti non intuitivi (tipico della MQ), chiedo se potresti cimentarti nel demistificare la "cancellazione quantistica a scelta ritardata" , argomento anch'esso molto ostico da descrivere ma altrettanto affascinante. Qui su YT si trovano svariati video che gia' lo fanno, ma non ne ho trovato nessuno in italiano. Grazie.
questo modo di attribuire proprietà post collasso al sistema prima che la funzione d‘onda collassi veramente é alla base di molti paradossi.
Ottimo video complimenti. Rimanendo in ottica "metafisica" se la gravità fosse effettivamente quantizzata allora sarebbe teoricamente possibile se avessimo accesso almeno ad una misura di una lunghezza di Planck l'osservazione diretta di una interferenza sulla sovrapposizione di uno stato quantistico? Il che a mio parere potrebbe portare ad asserire che quantisticamente sia la gravità stessa e cioè tutto lo spazio-tempo di interazioni a determinare sia microscopicamente e poi al collasso macroscopicamente l'essenza di una informazione di tipo quantistico. Ciò spiegherebbe come in una sovrapposizione di tipo entangled e quindi in una correlazione o somma di più stati quantistici non sia necessaria una locazione relativa di essi spazio-temporale, o principio di locazione, dato che sarebbe a questo punto tutto lo spazio-tempo di interazioni stesso ad essere quantizzato gravitazionalmente e quindi istantaneamente fattuale in termini informativi al collasso dello stato entangled su entrambi gli stati.
Molto chiara la spiegazione.
Ma alla fine l'energia del singolo fotone si conserva?
Il fotone emesso inizialmente ha la stessa energia (quindi frequenza) del fotone finale?
L'energia dovrebbe sempre conservarsi
Ciao, sì l'energia si conserva sempre. Mentre il fotone evolve come onda possiamo dire che l'energia non è propriamente localizzata nello spazio, ma quando viene rivelato trasferisce interamente la propria energia al sensore.
@@RandomPhysics quindi se facessimo lo stesso esperimento con distanze molto grandi e molto diverse fra loro, al momento della rivelazione del fotone avremmo istantaneamente tutta l'energia di esso?
Salve, se nell'interferometro di Mach Zehnder ,quando attraversato da un solo fotone, misuriamo la polarizzazione nei due rami dell'interferometro cosa otteniamo. È la stessa o no ? Grazie
Complimenti per le tue spiegazioni sempre chiare e concrete! Una domanda molto ingenua: gli effetti quantistici sul una particella dotata di massa si vedono solo a velocità prossime a quella della luce o è una condizione non necessaria?
Non è necessario, a rigore gli effetti relativistici sono rilevanti a velocità elevate. Quelli quantistici non dipendono dalla velocità, ma da quanto il sistema sia piccolo (in generale, gli effetti quantistici possono manifestarsi anche in altri regimi, come nelle proprietà della materia a basse temperature)
@@Andrea-nu8gx, grazie mille!
@@stefania9477 Di nulla!
in realtà per molti fenomeni è necessario proprio un regime opposto, ovvero temperature, e quindi enegie, molto basse
@@giuliopalermo6888, grazie!
Bravo!
Hai saputo della pubblicazione di un professore di UCL di una nuova teoria di gravità classica che cerca di conciliare meccanica quantistica e relatività generale?
Bellissimo video. Sarebbe interessante un video sull'interpretazione a molti mondi.
Funzoina anche con uno splitter triplo o quadruplo?
Ottimo video. Grazie.
La sovrapposizione quantistica è un concetto di cui sappiamo spaventosamente poco
La sovrapposizione degli stati è probabilmente il cuore di tutta la fenomenologia quantistica, il fenomeno base dal quale tutto il resto si deriva, mette completamente in crisi il modello di tempo così come elaborato dalla meccanica classica ma anche dalla relatività di Einstein. Forse è nel superamento del concetto di tempo così come lo concepiamo che risiede la vera comprensione dei fenomeni quantistici.
Potresti mostrarci in un video successivo l'esperimento di Mandel in cui si vede che l'interferenza si blocca se tramite un rivelatore ausiliario si conosce con certezza il percorso della particella?
Quello che è straniante è come una "porzione" d'onda collassi in particella, mentre l'altra porzione (se è vero che l'onda iniziale viene divisa in due parti uguali con tragitti diversi) no.
Non ci sono porzioni, il fotone è sempre uno, ma è sia su un percorso che sull'altro, non è come un'onda di un liquido in cui una parte va in una direzione e un'altra, fisicamente distinguibile, va dall'altra. Stai ragionando in modo "classico", occorre abbandonare i modi di vedere imparati dall'esperienza e dalle discipline macroscopiche, non è nè facile nè intuitivo. Il paragone con le onde classiche ha dei limiti, la funzione d'onda non "vive" nello spazio euclideo ma necessita di essere vista nello spazio di Hilbert complesso.
Ciao...ragiono così tanto per dire..
Anche nel dado classico le sei facce del cubo (che costituiscono il dado) coesistono nell' essere il cuore, il dado....l' unica cosa è che non sai quale faccia arriverà ad essere rivolta verso l' alto ( riduzione del vettore di stato). Poi avrei considerato il cerchio come poligono ad infiniti lati...ne dovrebbe seguire che la sfera è il poliedro ad infinite facce e sll9rz mi forge la domanda quantum cube is a sphere? E l' onda un campo associato?
beh, almeno la molti-mondi è facile da dimostrare, con l'esperimento del suicidio quantistico, che però immagino nessuno abbia mai fatto, o magari qualcuno l'ha fatto, ma non nel mondo da cui sto scrivendo :-D E' un concetto affascinante, ma in cima alla lista dei "non provate a farlo a casa" ;-)
Bellissimo video, grazie.
Esiste un legame tra la decoerenza quantistica e la vecchia teoria di de broglie?
Sovrapposizione o divisione del fotone, ad oggi nn musurabile?
In altri video però dicevi che non si può parlare di "fotone" durante il viaggio, durante il tragitto, e che il fotone è un qualcosa che riguarda solo il momento della rivelazione, visto che l'onda può scambiare energia con la materia solo in "quanti di energia"... Attraverso questa interpretazione non si risolve un po', almeno in parte, il paradosso ?
Su questo di Mach-Zehnder sinceramente ci devo pensare, ma in realtà il paradosso di Schöridenger è risolvibile .....come posso contattarti per discuterne?
Ho una, anzi due domande sciocche sciocche...
1. Ma se queste particelle subatomiche tra loro non si distinguono, cioè un elettrone ed un'altro elettrone al momento ci sembrano identici, come facciamo a stabilire che sia proprio quel'elettone lì a fare due percorsi diversi contemporaneamente? Al netto di qualunque formula matematica che lo provi...
2. Ho visto un esperimento dove si vedevano gli elettroni che lasciavano una scia nel loro percorso (con la camera di nebbia o qualcosa del genere. Prnso sia quella con cui hanno visto l'antimateria ma è facile mi sbagli vista la profonda ignoranza). Se è vero perché non si mette un qualcosa tipo doppia fessura in quel dispositivo e si vede che cavolo di traiettoria fanno questi benedetti elettroni?
Grazie per i tuoi video e per l'eventuale risposta (ringrazio anche chi eventualmente risponderà leggendo il commento). 😊🙏
1) 2 elettroni non sembrano identici, ma sono profondamente uguali. Questo è un punto fondamentale.
Se realizzo un esperimento in cui mando un elettrone verso una fenditura, so che era l'elettrone che ho spedito semplicemente perché è l'unico nell'esperimento, non è che si possa essere indecisi con altri, abbiamo scelto di non metterli. Però nei casi in cui ci sono più elettroni, NON si stabilisce quale fa cosa, appunto perché sono indistinguibili, non si stabilisce nulla.
2) una fenditura non darebbe nulla di significativo, perché nel caso gli elettroni interagiscono col gas e questo va a causare il fenomeno della decoerenza. Quello che vedrai è un elettrone con la sua traiettoria nota, ma sullo schermo NON ci sarà più una figura di interferenza
Molto interesante anche se non facilissimo non tanto da comprendere quanto da "digerire". Mi chiedo se la sovrapposizione di stati vale anche nel caso della polarizzazione della luce,cioè nel caso in cui un fotone passi attraverso un polarizzatore (nicol) e quindi rilevato da un secondo nicol (analizzatore) posto parallelamente, inrociato e orientato con una diversa angolazione rispetto al primo. Qualcuno mi sa rispondere?
Non ho mai capito come si fa tecnicamente ad inviare un singolo fotone. Le sarei molto grato per una sua spiegazione. Grazie
Questo significa che le sovrapposizioni quantistiche sono idee che si determinano all'osservatore?
Scusi professore ,ma cosa vuol dire che la carta da gioco è un corpo troppo caldo?grazie e complimenti vivissimi per il suo canale
Immagino che a distanza di 4 mesi dalla pubblicazione del video nessuno si fili più i commenti ma avrei una domanda naif da ignorante in materia: qualcuno sa dire cosa succede se nell'apparecchio che si vede al minuto 7 si toglie uno dei rivelatori? Il rivelatore che rimane si accende sempre ad ogni "lancio" o - mediamente - metà delle volte?
Cioè, cosa succede se togliamo al fotone la possibilità "scegliere" con cosa relazionarsi?
Me lo chiedo perché mi pare sia come se il fotone venisse suddiviso dallo specchio semiriflettente ma continuasse a costituire un'unica entità, per cui poi può essere rilevato da un solo rivelatore per qualche motivo che non so...
Come si fa ad essere certi che - una volta interrotto uno dei due percorsi - la comparsa del fotone nel rivelatore 1 oppure 2 sia comunque espressione di una trasmissione ondulatoria in entrambi i sensi (diretto e riflesso) e di un successivo collasso in uno qualsiasi dei due rivelatori? Come si può escludere che si tratti invece di una propagazione particellare, laddove il fotone viene riflesso e quindi rivelato da uno dei due apparecchi OPPURE assorbito dallo specchio semiriflettente e quindi rivelato dall'altro rilevatore?
Metà fisica e metà suspance
Ma quindi il fotone si sdoppia quando non avviene una misurazione?
Ma la sovrapposizione quantistica non potrebbe essere giustificata dal principio di minima azione? In quanto a bassissimi livelli di energia l'azione non può essere inferiore ad h.
Per cui la natura non potendo scegliere il percorso di minima azione li percorre entrambi in uno stato di sovrapposizione.
Quando poi avviene l'incontro con uno strumento macroscopico in cui l'energia deve essere necessariamente amplificata per poter effettuare la misura le azioni relative ai due percorsi diventeranno molto maggiori e basterà una piccola differenza per far collassare il sistema in uno dei due stati.
Gradirei un commento a questa interpretazione
E quale è la spiegazione dell' interpretazione a molti mondi dell' esperimento menzionato?
Il fotone finisce su ambedue i rivelatori perchè si generano due mondi con i due eventi diversi. Si elimina il "problema" del collasso ma evidentemente se ne crea un altro.
Bel video👏
10:09 Ma se gli specchi totalmente riflettenti, fungessero anche da rivelatori o, comunque avessero vicino un rivelatore, rileverebbero entrambi il fotone?
No, perché a quel punto la funzione d'onda collasserebbe e il fotone verrebbe rivelato solo su uno dei due sensori in modo casuale.
@@RandomPhysics quindi come al solito, possiamo dedurre che il fotone ha percorso entrambi i tragitti, solo a posteriori. Se cerchiamo di beccarlo in flagrante lui ci frega sempre!
L'esperimento ha gli specchi e i rivelatori messi in modo proprio da non farsi più fregare :)
@@andreagaliati3850 si certo perché in questo modo è chiaro che il fotone debba essere passato necessariamente per i due percorsi contemporaneamente e quindi un dubbio ce lo siamo levato 😁. Però ciò lo possiamo dire sempre alla fine. non possiamo ancora "vedere in diretta" l'onda che si biforca. Magari un giorni qualcuno creerà dei sensori che non perturbano gli esperimenti e vedremo le sovrapposizioni coi nostri occhi. 😁
impecable
Ma un onda di cosa è fatta?
Più guardo i tuoi video sulla meccanica quantistica, più mi convinco del fatto che esista solo l'onda e che la particella non sia altro che accidente... una sorta di "vestito" dell'onda.
Concordo, io credo proprio alla sovrapposizione ovvero l'entità energetica abbia una caratteristica sia ondulatoria che di massa, se ci pensi e so che è una stupidaggine, la carica elettrica è pari sia tra elettrone che protone ma il protone è composto da fermioni ed ha Massa enorme al confronto degli elettroni, ciò ci fa capire che entrambe le particelle forse sono ondulatorie e che determinate interazioni gli donano una proprietà che chiamiamo massa
Ricordo che esiste un'interpretazione realistica e deterministica della Maccanica Quantistica completamente diversa dall'interpretazione di Copenhagen di Bohr: quella dell'onda pilota di Bohm e De Broglie
Ma non è stata smentita dagli esperimenti di Aspect e altri?
@@fernweh3726 Gli esperimenti di Aspect e altri hanno mostrato sperimentalmente che le disuguaglianze di Bell sono violate. Questo significa che non può esistere una teoria che sia (1) localmente realistica (nel senso di Einstein e Bell, cioè, con la proprietà che vi sono enti fisici reali e localizzati nello spazio, che influenzano solo le loro immediate vicinanze e inoltre determinano gli esiti degli esperimenti), (2) in grado di riprodurre le predizioni della fisica quantistica, e infine (3) non superdeterministica (che è una proprietà abbastanza strana che Bell non aveva considerato, e che non sto a descrivere qui). La meccanica di Bohm invece non è esclusa dalla violazione delle disuguaglianze di Bell, dal momento che non è localmente realistica.
domanda forse stupida: come si fa a lanciare UN fotone?
Ciao Gabriele, ho notato che da un pò di tempo non scrivi più formule o fai conti; forse così rischi di divulgare troppo ed insegnare troppo poco.....🤔🤔🤔
Non saprei, io racconto sempre ciò che studio o ho studiato su testi didattici o articoli di ricerca; in base all'argomento decido poi se siano necessarie formule, disegni (come quello dell'interferometro) o se bastino le parole. Si tratta però sempre di approfondimenti o punti di vista nuovi, difficili da trovare normalmente nella divulgazione.
Serve divulgazione scientifica!
Serve più del pane
In Italia è quasi assente e l'ignoranza scientifica è paurosa
Secondo me neanche il fotone a capito come deve comportarsi.perche
Riguardo all’argomento della "sovrapposizione", spesso ho avuto l'impressione che per un numero non piccolo di fisici, e per quasi tutti i divulgatori, la sovrapposizione quantistica sia da interpretarsi come qualcosa di fisico. Io non ne sono convinto, innanzitutto perché la sovrapposizione delle funzioni d’onda non è la sovrapposizione di onde fisiche, come ad esempio le onde elettromagnetiche. Una funzione d’onda non è un’onda, ma soltanto un ente matematico astratto, che non corrisponde a nulla di fisico; in altre parole la “natura” della funzione d’onda non è ontologica, ma epistemica (e questo al di là delle diverse interpretazioni della meccanica quantistica). Occorre quindi sempre ricordare che tra la funzione d’onda e un’onda fisica, vi è soltanto una analogia, perché analoghe sono le loro descrizioni matematiche. Inoltre c’è un altro aspetto a cui (secondo me) molti sembrano non dare importanza, e che invece è degno di riflessione. Prendiamo un sistema fisico quantistico (come un elettrone, un fotone, etc...). Sia nel caso dello spettro discreto degli autovalori, che nel caso dello spettro continuo, la sovrapposizione non è nient'altro che la somma degli autostati, per cui il risultato di una misura non è che l'attuarsi di una delle possibilità già (in un certo senso) "codificate" nella sovrapposizione. Dopo una misura, il sistema fisico entra (attraverso il collasso) nell'autostato corrispondente all'autovalore. In altre parole, una misura "corrisponde" matematicamente alla selezione di uno fra i tanti autostati possibili. Perciò, in questo senso, la sovrapposizione è solo un fatto statistico, utile nel formalismo matematico della meccanica quantistica, e niente più.
Per quanto riguarda il primo punto, cosa fa di un'onda elettromagnetica un ente "più fisico" rispetto a una funzione d'onda? Anche il concetto di campo (elettrico e magnetico) è un concetto astratto, il campo non "vive" nello spazio tridimensionale, nello spazio ci sono solo i punti che assieme al tempo costituiscono gli argomenti dei campi. È vero che lo spazio di Hilbert è più complesso rispetto allo spazio vettoriale di un campo elettrico, ma i fenomeni di interferenza, dovuti alla sovrapposizione, funzionano nello spazio di Hilbert così come negli spazi dei campi classici.
Sul secondo punto penso che il punto di vista dipenda dalla formulazione che si usa. Nella teoria della decoerenza quantistica si cerca di comprendere attraverso quali meccanismi avvenga quello che chiamiamo collasso. Poi c'è la formulazione locale, che fa uso dell'algebra degli operatori, in questo caso l'unica cosa "reale" sono le osservabili non si parla di spazi di Hilbert né di funzioni d'onda.
@@RandomPhysics Come sai, è sempre difficile l'aspetto linguistico. Comunque, dovevo specificare meglio cosa intendo con onda “fisica”: una perturbazione che nasce da una sorgente e si propaga nel tempo e nello spazio trasportando energia o quantità di moto (stessa definizione di wikipedia o di un qualsiasi manuale di fisica). Invece una funzione d'onda non è una perturbazione che si propaga nello spazio e nel tempo.
@@RandomPhysics Non è come dire che il moto di una particella classica non “vive” nello spazio tridimensionale perché in realtà è un elemento dello “spazio delle funzioni due volte differenziabili da R in R^3”? È un equivoco linguistico, non bisogna confondere gli enti matematici con gli enti fisici che essi rappresentano. Un campo è molto diverso da una funzione d'onda, perché rappresenta un'onda che si propaga nello spazio, come dice @massimiliano-oronzo, mentre la funzione d'onda si propaga nello spazio delle configurazioni. E non sono certo l'unico che pensa che l'interpretazione realistica della funzione d'onda sia problematica per questo motivo, anche Schrödinger stesso notò questo problema. Tra l'altro, in tempi moderni, un filosofo della scienza come David Albert, che sostiene un'interpretazione psi-ontologica, ammette appunto che la sua interpretazione richiede l'esistenza fisica di uno spazio 3N-dimensionale.
A me non sembra rigoroso dire che il campo elettromagnetico si propaga nello spazio, nel senso che capisco che lo si dica per avere un'immagine intuitiva della cosa, ma a questo punto non vedo perché non si possa dire che la funzione d'onda si propaga anch'essa nello spazio. O quantomeno il suo modulo quadro, che rappresenta una densità di probabilità, quindi almeno una quantità reale. Esattamente come per il campo elettromagnetico possiamo solo misurarne gli effetti, ad esempio le accelerazioni esercitate su cariche, o i fotoni emessi da atomi colpiti dalle onde elettromagnetiche, noi possiamo solo misurare gli effetti della presenza nello spazio di una densità di probabilità relativa, ad esempio, a un elettrone. Quando diciamo che un atomo ha una certa dimensione, ci riferiamo proprio all'estensione di una densità di probabilità apprezzabile, che corrisponde al modulo quadro della funzione d'onda.
Se vogliamo essere rigorosi fino in fondo, molti concetti fisici esistono in spazi matematici che non sono lo spaziotempo, ma se per comodità e per non complicarci la vita vogliamo comunque usare un linguaggio secondo cui tali oggetti "sono" o "viaggiano" nello spazio non dovremmo poi puntualizzare che solo alcuni di essi, più vicini alla nostra esperienza quotidiana, non sono "oggetti astratti" e altri invece lo sono.
@@RandomPhysics Grazie per la disponibilità alla discussione! È sempre bello parlare di queste cose.
Non penso sia solo una questione di linguaggio: io posso raccontare una storia perfettamente coerente sulla fisica classica, riguardo a enti che esistono realmente nello spazio 3D (particelle, campi etc.), e posso raccontare come interagiscono in modo tale che l'evoluzione temporale del mondo dipenda solo da “cose che esistono realmente nello spazio” (o spaziotempo). Infatti, per prima cosa posso rappresentare matematicamente queste cose. Se dico che un campo si propaga nello spaziotempo, allora assegnerò un numero a ogni punto (ampiezza del campo), e avrò quindi una funzione matematica che rappresenta il campo (ma che non è il campo fisico). Posso infine descrivere matematicamente le varie interazioni, sempre implicando una corrispondenza tra oggetti matematici e mondo fisico. Il punto è che, anche matematicamente, l'evoluzione temporale dipende solo da oggetti matematici che posso interpretare come rappresentazioni di enti reali, esistenti nello spazio (campi, particelle etc.).
Se invece interpretassi il modulo quadro della funzione d'onda come realmente esistente nello spazio, avrei prima di tutto il problema che il modulo quadro è ancora una funzione dello spazio delle configurazioni. Se poi, per dire, faccio come provò a fare Scrödinger, cioè sommo particella per particella le “distribuzioni di probabilità marginali”, ottengo effettivamente una funzione di tre variabili spaziali. Il problema è che questa funzione non determina l'evoluzione futura del sistema: per determinarla mi serve la funzione d'onda completa. Per questo non penso che sia possibile interpretare realisticamente la psi in questo modo.
Per concludere, non penso affatto che non sia “rigoroso” ritenere che il campo elettromagnetico esista nello spazio 3D (o nello spaziotempo). Questa nozione è perfettamente coerente e non porta a nessuna contraddizione o difficoltà. Mentre invece, se si prova a descrivere la psi come esistente nello spaziotempo, si incontra una serie di problemi, a cui ho accennato. In altre parole, non si può interpretare in modo coerente la psi come un oggetto esistente nello spaziotempo, mentre invece ciò si può senza difficoltà fare con il campo em (non per semplice comodità o per non complicarci la vita, lo si può fare in modo preciso e coerente).
❤❤❤❤
👌👍💪
Mi chiedo se lo stesso fotone potrebbe collassare sia sul rilevatore 1 che sul 2.
Nelle interpretazioni usuali no. In quella a multimondi tutti i possibili risultati avvengono, questo elimina il "problema" del collasso ma ne genera uno ben peggiore 😁
Io metto sempre mi piace, ma non capisco perche' cosi' facendo sostengo il canale? Becchi soldi con tanti mi piace?
No, semplicemente RUclips capisce che il video piace, lo consiglia di più e il mio canale cresce in visualizzazioni e iscritti.
Lo meriteresti
L'indeterminatezza degli stati della mq si rispecchia nella globale imprevedibilità del futuro e delle azioni umane
Le particelle sembrano molto più libere degli umani... 😅
rilevatore, non rivelatore
Treccani: RIVELATORE: In fisica atomica e nucleare, r. di particelle, dispositivo in grado di rivelare il passaggio di determinati tipi di particelle (in questo senso è sinon. di contatore di particelle) e, anche, di identificarne la natura e misurarne le caratteristiche cinematiche (posizione, energia, impulso, ecc.): r. di fotoni, di elettroni, di neutroni, ecc. (per il r., o contatore, a scintillazione, v. scintillazione, n. 3 b); negli esperimenti alle macchine acceleratrici, il termine indica l’intero apparato sperimentale, in quanto distinto dall’acceleratore stesso: un rivelatore per anelli di accumulazione.