F66 - Il termine mancante nell'esperimento quantistico delle tre fenditure.
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- Опубликовано: 5 фев 2025
- Tutti conoscono l’esperimento storico della doppia fenditura realizzato dallo scienziato britannico Thomas Young nel 1801, poi ripetuto innumerevoli volte in epoca più moderna per studiare i fenomeni di interferenza quantistica, usando non solo i fotoni ma anche, ad esempio, gli elettroni e, più importante ancora, facendo interagire una sola entità quantistica alla volta con l’apparato sperimentale, dimostrando che un fotone, o un elettrone, non possono essere descritti come delle semplici entità corpuscolari localizzate nello spazio. In questo video esploriamo cosa succede quando viene aggiunta una fenditura. Coe vedremo, c'è una sorpresa.
Vedi anche: • F25 - Un nuovo sguardo...
Un grazie a Luca Sassoli de Bianchi e Fanny Laure Bovet per l'aiuto nella realizzazione di questo video.
pazzesco, sempre affascinante la potenza della matematica nel descrivere la Natura, veramente interessante, grazie.
Grazie a te per l’ascolto
Complimenti per l’interessante video e per il suo assistente speciale! E anche per il rimando all’approccio cognitivo. Certo, sembra strano che solo negli anni novanta ci si sia posto il problema delle tre fenditure…
Esprimenti a più fenditure ne hanno fatti, ma solo per mettere in evidenza el frange di interferenza, ma nessuno aveva osservato che la regola di Born non permetteva di avere interferenze a più di 2 fenditure e nessuno aveva pensato di testare la cosa sperimentalmente. Grazie per l'apprezzamento.
@@autoricerca evidentemente l’ovvio diventa tale solo quando qualcuno più audace ci pensa prima di noi 😅
Video molto interessante, grazie mille!
Grazie per l'apprezzamento.
La natura ha delle regole precise il nostro problema è cercare sempre di superarli e vediamo che fine stiamo facendo!!!
Lo ha gia detto Lei, caro professore, le teorie di Born sono validissime e possiamo sperimentare con tre fenditure o piu, ma ciò che conta, non è la somma dei singoli risultati matematici, ma come risultato "l'ampiezza di stato" ovvero: l'ampiezza matematica.
Cordialissimi saluti e sempre complimenti per le sue interressanti iniziative😊
Grazie per l'apprezzamento e saluti.
Grazie. Bravissimi
Grazie a te per l'apprezzamento.
molto interessante. curioso che solo dopo cento anni dalla formulazione della teoria quantistica si sia pensato a questo esperimento
Ora ho capito. Grazie mille
Molto interessante! C’è qualche relazione con il fatto che nei diagrammi di Feynman non possono esistere vertici che coinvolgono più di tre particelle?
Grazie per l'apprezzamento. Non credo. Tuttavia, quello che racconto nel video non è del tutto valido, e sicuramente farò in futuro un secondo video. Ed è possibile spiegare perché non è del tutto valido, usando le integrali funzionali introdotte da Feynman.
@@autoricerca, chiedevo questo perché sembra quasi che le leggi di natura (in questo caso la regola di Born) siano attrezzate a gestire l’interazione di due soli “oggetti” alla volta: due onde nel caso delle tre fessure, due particelle nel caso dei diagrammi.
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La bellezza classica
Di fatto nell’esperimento con Liane Gabora, alla fine si dedusse una certa affinità tra mente umana e schermo di fondo della doppia fenditura ( spettro della similmente)
Rimpiango di non aver studiato quando era tempo! Comunque interessato a questo argomento, ringrazio per il metodo di spiegazione.PS: Giordano Bruno aveva forse intuito qualcosa?😮
L'interferenza si può elaborare come la somma di tanti contributi dati a loro volta dalla interferenza dell'ennesimo contributo con il resto ossia la somma delle n-1 componenti. Ci si riduce quindi sempre ad una sovrapposizione degli effetti come se fossero tanti termini di doppia fenditura. Ennesima onda più altra data dalla somma.
È così, a causa del modulo al quadrato nella regola di Born.
"Bellissimo video, come sempre. Basandomi sull'interpretazione concettualistica della meccanica quantistica, si potrebbe spiegare l'esistenza delle sole interferenze tra coppie con l'idea che queste entità concettuali possano rispondere esclusivamente in modo dicotomico a quesiti 'binari', come Sì/No?
Grazie per l'apprezzamento. Le entità in questione possono rispondere a domande con molteplici risposte possibili, non solo del tipo sì-no. È il 'modo' in cui rispondono che è qui vincolato, non il numero di risposte possibili.
Molto interessante, Ma quindi quale potrebbe essere un esperimento che confermi o meno la formula di Born?
Se esiste solo l' "entanglement quantistico" perché non si chiama solo "entanglement" ?
"Entanglement" è un termine della lingua inglese che i francesi traducono, ad esempio, con il termine "intricazione". L'intricazione è un concetto molto generale. I sistemi possono intricarsi in modi differenti. Il "modo quantistico" è solo uno di questi.
A pensarci bene la regola di Born vale solo per interferenze del secondo ordine perchè una funzione d'onda contiene solo due variabil .Psi= Psi(x,t). Così, dalla ben nota relazione sui numeri complessi deriva Psi x Psi* = |Psi|^2. Non ci avevo mai pensato prima del tuo video, ma è strano che la cosa si stata notata solo adesso.
Contiene solo interferenze del secondo ordine non perché la funzione d'onda è funzione di due variabili (questo è vero solo per un sistema a un solo ente, con una sola dimensione di spazio), ma perché la probabilità quantistica si ottiene tramite un modulo al quadrato dell'ampiezza corrispondente.
@@autoricerca Anche tre dimnsioni spaziali non possono essere composte in un solo vettore uscente dall'origine degli assi? Notiamo poi che per l'ampiezza si sceglie un numero complesso con due variabili tipo Psi(x) [cos omega t + i sen omega t] , altrimenti la regola di Born non funziona e non si ottiene il modulo quadro.Poi mi sono sempre chiesto da dove Born abbia tirato fuori questa regola che a prima vista sembrerebbe arbitraria. Penso che la regola sia in analogia a un' onda luminosa la cui intensità è proporzionale al quadrato dell'ampiezza massima.
Grazie comunque per rispondemi e all'occasione che mi dai di ripassare cose studiate tanti anni fa,
Stupendo! Grazie mille per questo video
Grazie a te per l'ascolto.
Io penso che non esista quel termine perché è già compreso nel calcolo dell'interferenza a coppie di tre. Forse non possono interferire più di così tra loro. Se l'esperimento misura solo la risposta del detector allora come facciamo a sapere che le regole della meccanica quantistica sono giuste? Il limite non è delle entità quantistiche come ci hanno sempre detto, ma sembrerebbe un limite conoscitivo o tecnico, nel senso che la nostra conoscenza è limitata dalla capacità e modalità con cui il detector risponde, allora quello che conosciamo non è la probabilità del percorso della particella ma la probabilità di vederla di un sistema che ha dei vincoli e non può vedere diversamente di così...🤔 Tutto ciò rende ancora più confuse le mie idee già molto confuse in materia 🤯 grazie prof, la spiegazione matematica è stata molto chiara
Il mio intento non era di complicare o confonder, anzi di semplificare. Magari non ci sono riuscito, ma di sicuro nel caso di un esperimento con tre fessure le variabili sono "correlste" . Ho risposto ad intuito. Questo e' tutto...
@@MarioDiMasi-f1j Penso tu abbia pubblicato questo tuo commento sotto il messaggio sbagliato... capita 🙂
Se scrivi quel che hai scritto significa che non hai capito l’esperimento della doppia fenditura. Il contatore rileva una particella alla volta ma il fatto non spiegabile in modo intuitivo è che ripetendo l’esperimento molte volte, le particelle vanno a formare una figura di interferenza, cosa che sarebbe impossibile se ciascun elettrone passasse solo da una fenditura. Capisco che è difficile accettarlo, ma non si tratta di limite conoscitivo o tenico, è proprio la natura ad essere fatta così. E’ stato rilevato innumerevoli volte ed è anche utile peraltro..
@@marcobo1484 questo e' proprio quello che intendevo dire. La probabilita' quantistica e' calcolata in modo diverso da quella classica.proprio perche si comporta in modo cosi strano volevo evidenziare che con 3 fessure la probabilita' non e' detto si possa scomporre in sotto esperimenti da 2 fessure in quanto correlate. Poi magari sbaglio...no problem 😁
Interferenza n onde: (somma di n-1)+singola onda restante. Per ogni componente. Fenomeno matematico ricorsivo. Quindi si può sempre scalare di grado da n a n-1 e via dicendo.
Non sapevo dell'esperimento della tripla fenditura, ma tempo fa, in uno dei miei trip "elucubrativi", ragionai sul fatto che, se avessi lavorato in un laboratorio di fisica delle particelle, avrei sicuramente provato a vedere cosa sarebbe successo a un elettrone e a un fotone nell'attraversare tre fenditure. Ovviamente qualcuno è arrivato prima di me 😂
C'è (quasi) sempre qualcuno che arriva prima. È un fatto statistico 🙂
Pienamente d'accordo. Si potrebbe, invece, verificare ulteriormente la regola di Bohr studiando le figure di interferenza derivanti da tre fenditure poste ai vertici di un triangolo equilatero e disposte fra loro secondo angoli di 60°? Oppure da quattro fenditure circolari disposte ai vertici di un quadrato?
Nicolas anch'io faccio trip elucubrati i😂, ci dobbiamo sentire
@@chicaloca9065 Il problema non è la geometria delle fenditure ma il loro numero, poiché ogni fenditura rappresenta una specifica alternativa interferente.
@@autoricerca grazie mille
Quindi, non è sufficiente pormi una domanda con 3 alternative di risposte, per eliminare l’ interferenza nella scelta della risposta? Peccato avrei rivisto il modo di fare alcune scelte 😀
Sempre interessante, complimenti 👏
Grazie per l'apprezzamento.
Abbiamo scoperto che nel quadrato di trinomio non appaiono termini misti di terzo grado. Bene. Si poteva fare anche senza chiamare in ballo la "meccanica quantistica".
Beh, non proprio, perché quel "modulo al quadrato" proviene dalla regola di Born quantistica, ed era necessario verificare che nel caso di tre o più alternative interferenti, la regola fornisce sempre il risultato corretto.
Carl Gustav Jung
psichiatra, psicoanalista, antropologo e filosofo svizzero (1875-1961).
Thomas Young (Milverton, 13 giugno 1773 - Londra, 10 maggio 1829) è stato uno scienziato britannico, famoso per le ricerche riguardanti la luce e la meccanica dei solidi
La mancata contemplazione dell'interferenza (I)123, mi fa pensare a una lettura alternativa del Principio di esclusione di Pauli. Le interferenze a coppie prossime vicine sarebbero le uniche contemplate.
Stile numberphile
Sì, abbiamo improvvisato. C'è stato qualche problemino con l'audio, che è un po' fluttuante, ma spero che il risultato complessivo sia soddisfacente.
Interferenza quantistica con oscillazioni temporali si unirebbe la quantistica alla relatività!
Non ho ancora capito una cosa, poi potete anche invitarmi a togliere il disturbo, ma siccome qui si parla di sparare un elettrone alla volta non è che si può prendere di mira una fenditura in particolare?
Grazie per la domanda. L'esperimento viene solitamente concepito facendo in modo che la probabilità di passare da una o l'altra fenditura sia essenzialmente la stessa. Se si volesse massimizzare la probabilità di passaggio attraverso una sola delle due fenditure, non si otterrebbe, naturalmente, la tipica figure di interferenza.
Prof grazie, perché nessuno parla dello strumento che all' origine accellera l' accellerazione degli atomi? Tutti i fisici parlano del traguardo dove gli atomii sbattono, ma nessuno dello strumento originario
Il tema della preparazione degli stati, in un esperimento, è molto importante, ma di maggiore interesse per uno sperimentatore, che deve assicurarsi di fare entrare nell'apparato sperimentale delle entità sempre dello stesso tipo e nello stesso stato.
Non è che magari non esiste in natura un interferenza tripla o più? ovvero l'interferenza per definizione riguarda massimo 2 soggetti, una cosa interferisce con un'altra, al massimo della complessità possiamo dire che il risultato di una interferenza interagisce con un altro/a, ecco perchè la regola di Born funziona sempre. Born non era un genio per caso. xD
Ps: Un certo Parisi recentemente ha vinto il nobel sulla "complessità" della natura, scoprendo che non è poi così complessa.
Cosa succederebbe se oltre le n fenditure ci fosse un’altro pannello con m fenditure ?
Se si aggiungono sempre più schermi con fenditure, si finisce col creare una sorta di struttura reticolare, simile a quella un cristallo, e la fisica del "medium" così creato va poi studiata con strumenti presi a prestito dalla fisica dello stato solido...
Ma perché nella valutazione della probabilità effettuata secondo lo schema presentato, non dovrebbe essere ragionevole immaginare che l'interferenza, nell'esperimento con 3 fessure, sia solo del tipo I123? Non vedo la necessità di invocare anche l'interferenza a coppie. Certo, così le cose andrebbero ancora "peggio" dal punto di vista formale, pur restando tutto ok nell'esperimento a 2 fessure.
Se le possibilità interferiscono, a causa della linearità della teoria quantistica (superposizione), allora è naturale prendere in considerazione, quando si ragiona in tutta generalità, tutti i modi possibili in cui potrebbero farlo.
Molti mondi o molte misure?
Ho seguito la conversazione, mi verrebbe da dire che molte misure frenano il percorso in direzione dei molti mondi.
Penso tu faccia riferimento a un mio video con Sara...
La cosa non è per nulla strana: l'intensità di un'onda, cioè il suo contenuto energetico, dipende dal quadrato della perturbazione, non dal cubo.
Se così fosse dovrei sommare tutti i termini risultanti dal cubo di un binomio, quando calcolo l'intensità dell'interferenza di 2 onde
La formula dell'intensità risultante non può cambiare: un quadrato per 2 onde, un cubo per 3 etc!
Non è in effetti strana quando si osserva la formula probabilistica di Born, che fa intervenire il modulo al quadrato della funzione d'onda. Non è però qualcosa di scontato quando si ragiona in termini generali.
Voglio dire: sia nel caso delle onde e.magnetiche che in quello delle onde di probabilità della m.q. vale il principio di sovrapposizione.
Quello che conta agli effetti misurabili è la risultante, non le singole funzioni d'onda componenti.
Queste possono anche essere in numero diverso, ma se la risultante è la stessa da essa non posso risalire al numero delle componenti.
Quindi le formule per calcolare le grandezze misurabili (densità di energia nel campo e.m. o densità di probabilità in m.q.) non debbono dipendere dal numero di componenti che interferiscono in un punto.
D 'istinto mi viene da pensare ad introdurre uno schermo tridimensionale o quadrimensionale....
Sulle espressioni matematiche e passaggi nulla da dire
Ma il fenomeno visto fisicamente comprese apparecchiature rilevatori e 'osservatore non e ' altro che una derivazione del II principio della termodinamica un sistema termodinamico dinamico con variazione di entropia cioe' variazioni in diminuzione
Stato iniziale Si. Stato finale Sf. Stati intermedi (alle varie propabilita') Si
S equazione di Boltzman
| Psi1+Psi2| ^2 = |Psi1+ Psi2|* |Psi1+ Ps2| ....?
Il modulo al quadrato di un numero complesso z è dato dal prodotto di tale numero z per il suo complesso coniugato z*. Il complesso coniugato z* di un numero complesso z viene spesso indicato con un asterisco (altre volte con una barra).
@@autoricerca OK, ma ....(a+ib)(a-ib) =a^2 + b^2, ....non |a+ib)|^2
@@vitovittucci9801 Penso tu faccia confusione: psi_1 e psi_2, nel video, sono due numeri complessi, non la parte reale e immaginaria di un numero complesso.
@@autoricerca Scusami, ma Ps1 e Ps2 sono coniugati oltre che complessi? Poiché hanno lo stesso peso statistico immagino che la loro somma è come 2(a + ib). Di nuovo abbiamo la parte reale e immaginaria di un numero complesso.
@@vitovittucci9801Psi1 e Psi2 sono due numeri complessi qualunque, non il coniugato uno dell’altro. Davvero non ho capito cosa non ti torni nel mio calcolo.
Sembra il problema dei tre corpi , impossibile per la fisica classica da descrivere
Grazie del commento. Il problema dei tre corpi non è impossibile per la fisica classica da descrivere, poiché viene per l'appunto descritto nell'ambito della fisica classica e delle sue equazioni differenziali. Semplicemente, non si conoscono forme esplicite per la soluzione generale.
Riflessione senza alcun fondamento: questa differenza (mente/schermo) potrebbe essere un discernimento tra essere cosciente e non?
Non direi, più che altro la distinzione tra due entità cognitive completamente differenti che operano in strati differenti del reale. Grazie per l'ascolto.
@@autoricercaGrazie a lei per il video. Potrebbe dare dei riferimenti a papers riguardanti l'interpretazione concettualistica della meccanica quantistica? Grazie
@@aldorizzo9941 Trova molti riferimenti nella descrizione del seguente video: ruclips.net/video/iB7_FDgilY0/видео.html. Un lavoro che verrà presto pubblicato è anche il seguente: arxiv.org/abs/2310.10684
Io me lo spiego osi..interferena I12 e calcolata in un esperimento separato da I13.Mentre con tre fessure aperte I123 e' proprio I12*i13+I23. Sostitueendk nella formula scompauono e resta I123 che e' l' ampoezza di probabilita xell' interferenza nel caso 3 fessure