Quasar 0957+561A,B

From: Bruno Cocciaro <b.cocciaro_at_comeg.it>
Date: Thu, 19 Aug 2004 00:29:15 +0200

Chiedo gentilmente lumi sulle questioni riportate sotto.
Leggendo il libro "Entanglement" di Amir D. Aczel (2004) Raffaello Cortina
Editore trovo a pag 82 un pezzo direttamente tratto da J.A.Wheeler, "Law
without law" contenuto nella collezione di saggi "Quantum Theory and
Measurement", a cura di J.A.Wheeler e W.H.Zurek, (1983) Princeton University
Press (pag 189).
Dice Wheeler:
"Ci possiamo alzare una mattina e passare tutto il giorno a meditare per
decidere se osservare 'secondo quale cammino' o se osservare l'interferenza
causata da 'entrambi i cammini'. Quando poi giunge la notte e il telescopio
e' finalmente utilizzabile, lasciamo lo specchio semiargentato fuori o lo
posizioniamo nell'apparato secondo quanto abbiamo deciso durante la
giornata. Il filtro birifrangente posizionato sul telescopio [che non ho
capito a cosa serve] rallenta il ritmo dell'osservazione. Dovremo attendere
un'ora prima che il primo fotone arrivi a destinazione. Quando il rilevatore
ne segnala l'arrivo siamo in grado di scoprire, con una regolazione
dell'apparato [cioe', se ho ben capito, non inserendo lo specchio
semiargentato], 'quale cammino' ha percorso la luce; o viceversa [inserendo
lo specchio], qual e' la fase relativa delle onde associate al tragitto del
fotone, dalla sorgente al rilevatore, 'lungo entrambe le vie' - vie
separate, nel loro passaggio attorno alla galassia 'lente' g-1, piu' o meno
da cinquanta anni luce di distanza. Ma il fotone ha gia' superato quella
galassia miliardi di anni prima della nostra fatidica decisione."

Cerco di ripetere a parole mie cosi' chi conosce la questione potra' dirmi
se ho capito bene o meno.
Una stella emette luce in tutte le direzioni. Due fasci che partono uno in
direzione a' e l'altro in direzione b', passano rispettivamente uno a
"destra" e l'altro a "sinistra" della galassia 'lente'. Superata la galassia
i due fasci tornano ad avvicinarsi per convergere esattamente quando
arrivano sulla lente del nostro telescopio. Il telescopio vedra' un fascio
arrivare dalla direzione a e l'altro dalla direzione b (tanto che prima si
riteneva che i due fasci corrispondessero a stelle diverse) e la sua lente
convergera' i fotoni provenienti dalla direzione a (b) nel punto A (B) dove
e' l'entrata della fibra ottica FOA (FOB). All'uscita le due fibre ottiche
vengono messe in direzione ortogonale l'una con l'altra e davanti all'uscita
di FOA (FOB) viene posizionato il rilevatore RA (RB). Fra l'uscita delle due
fibre ottiche e i due rilevatori viene posizionato o meno uno specchio
semiargentato.

Prima domanda:
esistono telescopi in grado di individuare stelle di una luminosita' tale da
mandare sul telescopio stesso un fotone all'ora ? Cioe' indirizzo il
telescopio in una data direzione (in qualche maniera che non conosco faccio
in modo da minimizzare il rumore) e so che in media ricevero' un fotone
all'ora? Potrei anche in qualche modo misurare la frequenza del fotone,
lascio funzionare l'apparato per tutta la notte, poi per tutte le notti per
un paio di anni e alla fine ho uno spettro caratteristico della stella che
ho osservato. Se ripeto la misura nei successivi due anni ritrovo lo stesso
spettro (cioe' e' vero che non avevo misurato semplicemente rumore). E'
cosi' ?

Seconda domanda:
apparati analoghi pero' su scala umana (non cosmica) possono costruirsi in
maniera tale da far si' che la fase relativa delle due onde associate al
tragitto del fotone sia stabilita dall'apparato stesso (interferometro di
Mach-Zender mi pare) cosi' che l'inserimento dello specchio semiargentato fa
si' che tutti i fotoni vadano a finire su un rivelatore (nessun fotone
sull'altro), mentre senza specchio i due rivelatori ricevono fotoni in egual
misura.
Mi chiedo, una cosa del genere non e' possibile con questo interferometro
cosmico vero? Cioe' pur essendo "fissati" i due tragitti (uno a dx e uno a
sin della galassia lente), le distanze sono cosi' grandi che si assume che
la differenza di fase delle onde associate ai due tragitti sia comunque
indefinita, e questo fa si' che, anche dopo aver inserito lo specchio
semiargentato i due rivelatori continuino comunque entrambi a ricevere
fotoni e a riceverli in egual misura?
Cioe' con l'interferometro su scala umana, essendo inserito lo specchio
semiargentato, interrompendo con uno schermo uno dei due cammini si osserva
una differenza qualitativa rilevante: oltre a dimezzare il numero totale di
fotoni rilevati, si anche che tali fotoni vengono rilevati meta' da una
parte e meta' dall'altra mentre, senza interrompere il cammino, tutti i
fotoni andavano dalla stessa parte.
Con questo "interferometro cosmico" i fotoni vanno comunque a finire meta'
da una parte e meta' dall'altra, anche se si interrompe uno dei due cammini
con uno schermo (cioe' le differenze di cui parla Wheeler fra specchio
semiargentato inserito si' o no sono in sostanza totalmente basate sulla
interpretazione che si da' alla misura, di fatto i rivelatori "non se ne
accorgono": meta' fotoni da una parte meta' dall'altra sia che sia inserito
lo specchio sia che non sia inserito e, a specchio inserito, se si
interrompe uno dei due cammini, non si osserva alcuna differenza qualitativa
nelle misure se non il dimezzamento dei fotoni rilevati). E' cosi'?

Grazie in anticipo per gli eventuali lumi.
-- 
Bruno Cocciaro
--- Li portammo sull'orlo del baratro e ordinammo loro di volare.
--- Resistevano. Volate, dicemmo. Continuavano a opporre resistenza.
--- Li spingemmo oltre il bordo. E volarono. (G. Apollinaire)
Received on Thu Aug 19 2004 - 00:29:15 CEST

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