giorgio ha scritto:
> ...
> Ma non solo per la curiosità, ma anche perché ovunque si legge di
> fotoni e tutti li considerano pezzettini di luce, come fossero quanti
> del buon campo elettromagnetico e gli fanno fare di tutto! Sarebbe, a
> questo punto, tanto meglio ignorarli!
Molto giusto e molto saggio.
Proprio perché mi ero accorto di questo, diversi anni fa ho scritto
due pezzetti di "divulgazione" sui fotoni.
Non so se li conosci.
Li trovi in
http://www.df.unipi.it/~fabri/divulgazione/qed/fotoni.htm
http://www.df.unipi.it/~fabri/divulgazione/qed/entang1.htm
Il primo è intitolato "Quanto sono strani i fotoni!"
Il secondo "Sovrapposizioni e intrecci".
> Peraltro io mi sono levato tante soddisfazioni con la sola ottica
> geometrica, tirando in ballo le onde solo per alcuni fenomeni come la
> diffrazione e la dispersione.
A parte la "dispersione", che non capisco bene, anche qui ti do ragione.
Forse saprai che invece l'ottica geometrica è molto snobbata dai
fisici, tanto è vero che c'è una tradizione che ad essa contrappone
una "ottica fisica" (il che sottintende che quella geometrica non sia
fisica...).
Secondo me non è affatto così: l'ottica geometrica è un *primo* modello
interpretativo dei fenomeni ottici (coi suoi limiti, si capisce) che
però ha tutto il diritto di essere chiamato una /teoria fisica/.
Quasi 12 anni fa organizzai una scuola estiva per insegnanti
secondari, centrata su questo punto: l'uso dell'ottica geometrica come
teoria fisica, come modo per interpretare una quantità di fenomeni
anche importanti, come primo esempio dell'uso dello strumento
matematico in fisica.
La intitolai "Ottica nel mondo reale".
http://www.df.unipi.it/~fabri/sagredo/aq.ottica/
> Anche in altri ambiti della fisica, nel mio piccolo, tante cose
> fisiche le ho capite dalla matematica che le descriveva più che dal
> ragionamento fisico in sé.
Anche questo, preso alla lettera non mi torna, ma forse vuoi dire una
cosa diversa.
Però non vorrei continuare a divagare :-)
> Ecco, io riassumerò nella mia mente tutto ciò con il seguente
> 'concetto provvisorio', non esaustivo, ma almeno non sbagliato
> (spero).
> Quando un fotone interagisce con un rivelatore (direi: con la materia
> del rivelatore, come quando eccita l'elettrone nell'effetto
> fotoelettrico) gli cede energia, scompare, e visto che la quantità di
> energia che ha ceduto è determinata, ecco che con tale collasso si è
> manifestato uno specifico valore di energia tra quelli possibili (di
> cui, prima della rivelazione, si poteva parlare solo in termini
> probabilistici).
D'accordo.
> Riguardo agli stati intrecciati, inutile dirti che ci ho capito poco.
Chissà se quella pagina web che ho citato sopra ti potrà servire?
> L'elemento dispersivo non è un fotorivelatore (nel senso di sopra:
> qualcosa nel quale il fotone va a morire, cedendo una quantità
> determinata di energia),
> ...
> Qualcosa, però, al fotone che lo attraversa la fa. A me piacerebbe
> fermarmi alla tua iniziale indicazione: stabilisce una 'correlazione'
> tra energia e direzione: così, misurando la seconda, puoi misurare
> anche la prima.
Giusto.
In termini generali il prisma *cambia lo stato del fotone*.
Per es. la direzione (ossia, più accuratamente, il vettore impulso del
fotone) che all'entrata nel prisma era ben determinato, all'uscita non
lo è più.
> L'energia non è stata misurata ancora, OK, ma quella direzione ci
> dice anche che le possibili energie, ora, non sono più tanto
> indeterminate come prima.
Non è vero, ma vediamo avanti...
> Mi spiego. Quel fascetto di luce che andrà a colorare di rosso lo
> schermo bianco oltre il collimatore, o che verrà riflesso da specchi
> o inviato verso una lente, o che verrà selezionato da una fenditura
> (come in un monocromatore), non potrà collassare su un rivelatore e
> manifestare l'energia di un elettrone 'ultravioletto'.
Verissimo, ma solo perché se inserisci una fenditura, *a questo punto*
hai fatto una misura di posizione, quindi di direzione, e indirettamente
anche di energia.
Il fotone che attraversa la fenditura (*se* l'attraversa, perché solo
una piccola parte dei fotoni entrati nel prisma potranno farlo) non ha
più lo stesso stato di prima.
L'interazione con la fenditura ha alterato quello stato, che ora non è
più (come era prima) uno stato intrecciato, ma uno stato in cui
direzione ed energia sono determinate.
Certo con un po' di matematica ci si sbrigherebbe prima, e in modo più
preciso...
Invece di dover usare complicati giri di parole, che c'è sempre il
rischio di fraintendere.
> Una perplessità mi resta: ma se sono io a selezionare "a priori" un
> insieme di direzioni, ad esempio raccogliendo, oltre lo schermo,
> tramite una fenditura, solo un fascetto dello spettro che vi si
> riflette (facevo l'esempio del monocromatore: non parlo di direzioni
> di questo o quel fotone, che ancora non conosco, ma di direzioni nel
> senso geometrico, linee che congiungono prisma e fenditura), posso
> affermare che la distribuzione delle possibili energie dei fotoni che
> attraverseranno quella fenditura sarà meno indeterminata, meno
> "ampia", al limite....stretta e centrata su una certa energia?
Risposta affermativa: vedi sopra.
--
Elio Fabri
Received on Thu May 23 2013 - 21:25:36 CEST