Salve.
Nel classico esperimento di Taylor delle due fenditure con "un solo fotone
alla volta" abbiamo a sinistra la sorgente, in mezzo lo schermo con le due
fenditure ed a destra in un primo momento due fotorilevatori (ad effetto
fotoelettrico) collocati ciascuno davanti ad una fenditura.
I fotorilevatori sono stati preventivamente testati con sorgente
monoatomica in modo da stabilire la loro efficienza: supponiamo che tale
efficienza sia del 10% (lo era fino a una decina di anni fa).
Si indebolisce l'intensit� della sorgente fino a registrare un singolo
scatto (ad uno o all'altro dei due rivelatori).
In queste condizioni si conclude, a ragione o a torto, che a destra delle
due fenditure � presente al massimo un fotone per volta, fotone che
viaggia, per l'appunto, verso destra.
Fissata quindi la debole intensit� luminosa cos� determinata si misurano i
"ticchettii" avvertiti in un certo tempo t: supponiamo, per chiarezza, di
aver stabilito il tempo t per cui gli scatti siano mediamente 10. Tenuto
conto del detto rendimento, nel tempo t i fotomoltiplicatori sono stati
raggiunti da 100 fotoni, dei quali solo dieci hanno fatto scattare il
meccanismo, dell'uno o dell'altro.
Tolti ora i due rilevatori e collocata a destra delle fenditure, alla
debita distanza, una lastra fotografica, diremo che alla lastra arrivano
nel tempo t cento fotoni.
Risulta sperimentalmente che con tale esposizione si forma mediamente
sulla lastra (previo sviluppo e stampa) un puntolino luminoso (visibile al
microscopio): � il basso rendimento del dispositivo, la cui efficienza,
infatti, si aggira intorno all'un per cento.
Per esempio, dopo il lasso di tempo 10 t dovremmo vedere la lastra
impressionata in dieci puntolini luminosi. Nel frattempo i nostri
fotorilevatori sarebbero scattati, l'uno o l'altro, 100 volte, avendo
ricevuto 1000 fotoni, 900 dei quali andati dispersi.
Ma come funziona l'impressione sulla lastra?
In sospensione in uno strato di gelatina vi sono i cristalli
fotosensibili, tipicamente di AgBr.
In un centimetro quadrato di lastra ve ne sono, diciamo, un miliardo (da
500 milioni a tre miliardi, a seconda della grana).
Affinch� un granello fotosensibile, un cristallo (la cui dimensione si
aggira sul micron) subisca l'alterazione fisica (tramite ionizzazione) in
cui consiste l'immagine latente che apparir� poi con lo sviluppo, non �
sufficiente che venga colpito da un solo fotone: ce ne vogliono quattro o
cinque almeno. Se fosse necesaria la loro "cospirazione" simultanea, non
avremmo, nella lastra di Taylor, alcuna impressione, essendo che l� i
fotoni arrivano uno alla volta: senonch� la teoria dell'impressione
fotografica prevede che i quattro/cinque fotoni necessari possano arrivare
anche in successione, e pure in un certo lasso di tempo (dell'ordine dei
minuti).
Un solo fotone fa s� saltar via un elettrone, ionizzando un atomo, ma ci�
non ha alcun effetto (globale): l'elettrone verr� rimpiazzato, anche se
non subito (nel giro di minuti, come detto). Nel frattempo il cristallo
potr� essere raggiunto dagli altri tre/quattro fotoni, e solo allora
subir� quella modificazione permanente (con formazione di quella che
abbiamo chiamato l'immagine latente del puntolino) per la quale con lo
sviluppo della lastra si evidenzier� il puntolino.
*********Abbiamo quindi una lastra (supponiamo per comodit� di un
centimetro quadrato di lato) sulla quale vi sono un miliardo di cristalli
fotosensibili, sul quale inviamo 100 fotoni uno dopo l'altro, ed alla fine
di questa operazione succede che quattro o cinque di questi cento fotoni
avranno centrato in pieno, quale prima, quale dopo, lo stesso cristallo,
uno di quella miliardata di cristalli grandi un micron.********
Non ho calcolato con rigore la probabilit� che ci� avvenga, ma ad occhio
dovrebbe essere non pi� di uno su qualche milionata, se va bene.
Dire che c'� una probabilit� su milionate che inviando cento fotoni si
illumini un puntolino equivale pressapoco a dire che bisogna inviare
milionate di fotoni per essere mediamente certi che si illumini un
puntolino.
Questa affermazione � della teoria microfisica dell'impressione della
lastra (teoria che all'epoca di Taylor probabilmente non era ancora
disponibile, e lui, come credo peraltro qualsiasi persona, addetta o non,
anche oggi, credeva che ogni singolo fotone accendesse un puntolino
luminoso), l'altra (che ne bastino cento) � della teoria attuale che
interpreta l'esperimento di Taylor, e sembra essere anche un dato
dell'sperienza.
Ma la contraddizione per intanto pi� rilevante � con questo sedicente dato
dell'esperienza.
Bisogna allora buttare la teoria microfisica dell'impressione fotografica?
O � l'interpretazione dell'esperimento alle due fenditure che � tutta la
rifare?
Oltretutto in proposito oggi si dicono cose allucinanti del tipo che "il
fotone sa se l'altra fenditura � aperta o no, e si comporta di
conseguenza, decidendo di dirigersi in una zona piuttosto che in un'altra
della lastra".
Luciano Buggio
http://lucianobuggio.altervista.org/
--
questo articolo e` stato inviato via web dal servizio gratuito
http://www.newsland.it/news segnala gli abusi ad abuse_at_newsland.it
Received on Sat Apr 14 2007 - 13:54:34 CEST