Re: Osservazione

From: Elio Fabri <mc8827_at_mclink.it>
Date: Mon, 23 Jun 2003 20:47:42 +0200

Angelo ha scritto:
> Una cosa che non ho mai capito bene e' il fatto che in determinate
> situazioni, la semplice osservazione del fenomeno, altera le condizioni
> stesse... Potrei avere un chiarimento?
Non so bene a che livello debbo darti la risposta, ma suppongo piuttosto
elementare.
Per cominciare, quando si dice "osservazione" in questo contesto non si
tratta di uno che sta li' e guarda succedere qualcosa.
Si tratta invece di un fisico che mette su un apparato sperimentale che
gli consenta di "vedere" qualche aspetto di un fenomeno.
In questo senso largo, che l'osservazione alteri il fenomeno osservato
e' quasi banale.
Osservare significa creare un'interazione fra l'oggetto
dell'osservazione e lo strumento di misura. Quindi il fenomeno non si
potra' svolgere esattamente con le stesse modalita' come se lo strumento
non ci fosse.

Esempio ben noto a chiunque abbia fatto misure elettriche: se vuoi
misurare la d.d.p. fra due punti in un circuito elettrico, ci
collegherai un voltmetro. Questo assorbira' una certa corrente, e quindi
modifichera' i potenziali in tutto il circuito: quindi quello che misuri
sara' un po' diverso che se il voltmetro non ci fosse...
Lo sperimentatore appena un po' esperto sa bene che deve usare un
voltmetro che assorbe poca corrente; in termini tecnici, che abbia una
resistenza d'ingresso grande rispetto a quella che si vede tra i due
punti del circuito.
In linea di principio, niente impedisce di prendere un voltmetro che
assorbe poco quanto si vuole, e che quindi disturba poco quanto si
vuole.

E qui nasce il problema: in certe situazioni (non quella del voltmetro)
questa possibilita', di disturbare poco quanto si vuole, e' preclusa.
Il caso classico e' quello che fu esaminato da Heisenberg: se vuoi
misurare la posizione di un elettrone con un ipotetico microscopio,
dovraiusare la luce, ossia "illuminare" l'elettrone. Per disturbarlo il
meno possibile, userai quanta meno luce e' possibile, ossia un singolo
fotone. Meno di un fotone, non si puo'...
Ma la precisione con cui fai la misura dipende dalla lunghezza della
luce da cui hai tratto quel fotone: piu' e' corta, meglio e'. Benissimo;
ma un fotone porta quantita' diomoto, e la sua interazione con
l'elettrone e' un _urto_, in cui la q. di moto dell'elettrone viene
alterata.
Dato che la q. di moto del fotone e' inversamente proporzionale alla l.
d'onda (de Broglie) piu' la misura di posizione e' precisa, piu' grande
e' il disturbo alla q. di moto dell'elettrone.

Nota che il discorso non sarebbe finito, ma mi fermo qui, perche' penso
che questo basti a darti un'idea della situazione.
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Elio Fabri
Dip. di Fisica "E. Fermi"
Universita' di Pisa
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Received on Mon Jun 23 2003 - 20:47:42 CEST