Fisica quantistica: tra pop e poesia

Diciamolo subito: quello che dovrebbe essere il punto forte del libro, i versi, non solo di poesie ma anche di canzoni, risulta un po' carente all'interno del testo, anche se è sempre inserito nei momenti più opportuni. Tolto questo il poderoso testo di Leon Lederman, premio Nobel per la fisica nel 1988 grazie alle sue ricerche sui neutrini, e Christopher Hill, fisico teorico che nella sua carriera è stato anche direttore del dipartimento di fisica teorica del Fermilab, resta ad ogni modo un testo scorrevole e a tratti particolarmente godibile nonostante le 300 pagine circa, anche grazie all'inserimento di aneddoti curiosi, divertenti e poco noti.
Non mancano neanche le digressioni e i riferimenti pop, come quelli ad esempio a Star Trek, ma alla fine, a parte la gran mole di informazioni storiche che mettono in fila la storia della meccanica quantistica, restano proprio gli aneddoti sulle vite vissute dai fisici, per lo più teorici, che hanno fatto la storia di quella che può essere considerata come una vera e propria rivoluzione.
Ad esempio piuttosto curioso, ma anche decisamente scabroso, il rapporto di Erwin Shrodinger con il matematico Herman Weyl. Quest'ultimo, che ebbe un ruolo fondamentale nello sviluppo relativistico della meccanica quantistica, aiutava Shrodinger con i calcoli sulla sua famosa equazione, guadagnandosi così il diritto di frequentare la moglie di Erwin, Anny. D'altra parte lo stesso Schrodinger si concedeva divertimenti extraconiugali, come durante la vacanza del dicembre del 1925 che portò alla nascita della meccanica ondulatoria: in quel caso non si accompagnava alla moglie, ma a una sua vecchia fiamma. D'altra parte Schrodinger ebbe una figlia nel 1934 con Hilde March, che a sua volta era sposata con un suo collega austriaco.
Se, però, pensate che questo sia il meglio che Fisica quantistica per poeti vi possa fornire, semplicemente vi sbagliate di grosso, perché la meccanica quantistica è ancora più strana, divertente e intrigante di quanto possano mai essere i suoi scopritori, Schrodinger in testa.

Il postulato di Weyl

Hermann Weyl non si è occupato solo di particelle, ma anche di universo, formulando un postulato che prende il suo nome. Il postulato stabilisce che le traiettorie di osservatori speciali, identificati con le galassie, formano dei fasci di linee che non si intersecano tra loro. Di conseguenza esiste un'unica linea che attraversa ogni punto dello spazio e del tempo.

Nella figura a destra le traiettorie sono distribuite in un modo semplice e ordinato, senza intersecarsi. Nella figura a sinistra, invece, le traiettorie sono disordinate e le intersezioni consentite. In questo caso non è possibile identificare una traiettoria unica che congiunge due punti dello spaziotempo, a differenza del caso precedente.

Le galassie si muovono come nel caso ideale e per ognuna di esse si può identificare un osservatore unico. Tali osservatori sono detti osservatori fondamentali.

Illustrazione e bibliografia: Elements of Cosmology di Jayant V. Narlikar

Le grandi domande della vita: Il mondo esatto delle particelle

Per questa nuova puntata de Le grandi domande della vita la fa da padrone la fisica delle particelle, cui si aggiunge la matematica immaginaria e un'anticipazione del pi day, assolutamente necessaria come vedrete leggendo l'ultima sezione di questa puntata.

Solide certezze

Ricordate il famoso discorso di Richard Feynman? Quello che fa C'è tanto spazio lì sotto? Bene. Anche se non formulata esattamente in questo modo, una possibile conseguenza dell'affermazione di Feynman è quella di porsi la domanda su come mai, con così tanto vuoto nella materia, quella solida è, effettivamente, così solida, in particolare nel senso del tatto.
Una possibile risposta possiamo provare a darla utilizzando un articolo proprio di Feynman sulle forze all'interno delle molecole⁽¹⁾. Fondamentalmente l'idea è quella usuale: i nuclei di carica positiva sono circondati da nuvole di elettroni che orbitano intorno a essi. Gli atomi, in forza di queste nuvole elettroniche che interagiscono tra loro grazie al movimento degli elettroni, tendono a costituire dei legami, sostanzialmente retti dalla legge di Coulomb, grazie all'attrazione che le nuvole elettroniche esercitano sui nuclei. In qualche modo, dunque, sono ad esempio le nuvole elettroniche dei nostri elettroni esterni che vengono respinte dalle nuvole elettroniche degli elettroni esterni ad esempio della tastiera dove sto scrivendo, rendendo la tasiera stessa impenetrabile dalle mie dita.