Re: foto del fotone

From: Elio Fabri <mc8827_at_mclink.it>
Date: Mon, 15 Dec 2003 20:51:25 +0100

Giorgio Chiantore ha scritto:
> Mi rendo conto che "studiare" (come dici sotto) � la vera risposta
> alle mie domande, e ti assicuro che non intendo prendere scorciatoie;
> per� non riesco a convincermi che le "regole nuove" non possano dare
> risposta anche a domande vecchie. Non dico di prevedere "quando"
> accade, bens�, supposto che accada, "quanto ci mette".
Purtroppo le cose non stanno cosi'...
E' ben noto per es. che in un esperimento d'interferenza non puoi
chiedere "da dove e' passato il fotone?"
O meglio puoi: puoi anche disporre un apparato capace di dirti dove e'
passato. Ma allora ti accorgi che l'interferenza non si vede piu'...

> a parte i testi classici, che sto consultando con fatica, nonostante
> la mia laurea in matematica (ma purtroppo ho pure 68 anni) avresti
> qualche sito internet da consigliarmi?
Qui casca l'asino (che sarei io, bada bene :) ). Quando si tratta di
consigliare siti vengo sempre spiazzato. Ce ne saranno, ma io non vado
molto in giro in internet. Quasi sempre scopro cose interessanti solo
perche' qualcun altro me le segnala...

> se p � la probabilit� che il fotone arrivi al tempo t, avremo anche
> una probabilit� che (t - t0), anzi, t - (t0 + d/c) , dove d � la
> distanza dei rivelatori dall' atomo, abbia un certo "valore".
> Detto valore non si pu� assumere come "tempo impiegato dall' atomo per
> emettere quel fotone"?
> Purtroppo sotto mi dici che non si pu� pensare all' emissione di un
> fotone come qualcosa che ha una "durata", e la cosa mi spiazza.
Supponiamo di metter su un esperimento per misurare queste cose.

Abbiamo degli atomi, un sistema per portarli in uno stato eccitato
(per es. un impulso laser molto molto breve: oggi queste cose si fanno
correntemente). Quindi il tempo iniziale lo conosciamo bene.
Poi disponiamo un fotomoltiplicatore con elettronica veloce, capace
di risolvere poniamo il picosecondo o giu' di li' (anche questo si sa
fare).
Allora possiamo fare un grafico: in ascissa il tempo al quale il
fotom. scatta; in ordinata il numero di conteggi registrati a quel
tempo (o meglio, in un certo intervallino di tempo).
Troviamo un'esponenziale decrescente, per es. con costante di tempo 1
ns.

Ti potrebbe anche venir voglia di misurare la frequenza della riga
spettrale, mandando i fotoni in uno spettrografo.
Puoi fare anche questo, ma se vuoi una buona risoluzione in frequenza
devi lasciare aperto lo spettrografo quanto piu' a lungo possibile,
quindi non saprai niente del "momento" al quale i singoli fotoni sono
stati emessi.

> Come posso avere un "case study" o trovarlo in qualche sito?
Non so se ho capito: forse quello che ho detto sopra risponde?

> Non solo l' emissione, a questo punto. Anche l'impatto del fotone con
> il rivelatore mi aspetto che abbia una durata. Anche il suo passaggio
> attraverso una fenditura deve avere una durata.
> Non ha senso parlarne perch� � impossibile calcolarla?
Direi che ho gia' risposto.
Non e' impossibile calcolarla.
Tu fammi una richiesta precisa, relativa a un esperimento possibile, e
io (o meglio, la teoria) ti dara' la risposta.
Ma non puoi chiedere insieme cose incompatibili.

> Non ho idea di quali valori possano assumere quel "tempo suff. lungo"
> e "tempo corto" (per fotone "rivelato molto presto").
> Esistono e posso avere degli esempi?
Certo: se per es. la vita media e' 1 ns, e' praticamente certo che
dopo 10 ns il fotone e' stato emesso (prob. ~0.9999)
Ma in un dato esperimento potresti anche vederlo emesso dopo solo 0.01
ns, anche se raramente.

luciano buggio ha scritto:
>>> Questo � l'intervallo massimo di variazione dei tempi di rilevazione
>> ehm, ehm...
> Non capisco questo commento: forse di tratta del problema che segue?
> (vedi dopo)
No, si trattava solo di "rilevazione" :)

> Se � esattamente la stessa cosa, ci� vuol dire che pu� passare, come
> per un singolo evento di "decadimento atomico", anche un tempo molto
> grande (molto "disperso" intorno alla media), in teoria anche
> infinito, prima che si illumini il puntolino sullo schermo dietro le
> due fenditure, molto maggiore di un miliardesimo di secondo (+ il
> tempo di volo).
> E' cos�?
Si': vedi sopra.

Giorgio Chiantore ha scritto:
> Mi rendo conto che st� trattando il fotone come un treno
> tuttavia mi si potr� dire che certi dati (durata e di conseguenza
> "lunghezza" del fotone) sono ininfluenti ma non che non esistono.
In molti casi in effetti puoi pensare al fotone come a un treno d'onde.
Solo che quando viene rivelato dal fotom. questo "atto di rivelazione"
non dura quanto il treno d'onde...

> ...
> Alla fine, quali valori assume t?
Spero di aver gia' dato la risposta...
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Elio Fabri
Dip. di Fisica - Univ. di Pisa
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Received on Mon Dec 15 2003 - 20:51:25 CET

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