Re: Reversibilità del collasso della funzione d'onda

From: Elio Fabri <elio.fabri_at_fastwebnet.it>
Date: Fri, 4 Jun 2021 12:38:43 +0200

Angelo M. ha scritto:
> Al fenomeno del collasso della funzione d'onda è associato
> l'attributo "Irreversibile"
>
> Però:
> ...
> Questa non è reversibilità?
Il fatto è che le cose non vanno necessariamente come dici.
E' chiaro che tu pensi al caso di un elettone in un atomo e pensi che
ci sia una legge generale per cui questo capita sempre.

Ma un elettrone è un caso molto speciale, anche se non unico: si
tratta di una particella carica, il cui comportamento non si può
schematizzare esattamente mediante l'eq. di Schooedinger nel
potenziale elettrostatico dell'atomo.
Infatti in questo schema accadrebbe una cosa diversa: se lo stato
iniziale è autostato della hamiltoniana, l'elettrone resterà in quello
stato (non a caso si chiama "stazionario").
Se non lo è, sarà sovrapposizione di stati stazionari, con certi
coefficienti. In questo caso lo stato cambierà nel tempo, ma solo
perché i coefficienti (complessi) cambieranno per un fattore di fase
dipendente dal tempo e diverso per ciascuno, a seconda dell'energia
dello stato stazionario di cui è coefficiente.
(Sarebbe meglio scrivere una formula, ma è un'impresa...).
Ma la probabilità, se si va a misurare l'energia, di trovare
l'elettrone a un certo autovalore, resta la stessa nel tempo.
Quindi questo sistema non evolve nel senso che credi: non tende allo
stato fondamentale.

Tuttavia nella realtà accade quello che hai detto: qualunque sia lo
stato iniziale, anche se è uno stato stazionario ma con energia
maggiore di quella minima, l'elettrone prima o poi emetterà un fotone
e finirà nello stato fondamentale.
Si chiama "emissiome spontanea".

Ma se vuoi dare una spiegazione di ciò devi ricorrere a una
schematizzazione più complessa, che è l'elettrodin. quantistica (QED).
Non so quanto ne sai quindi non entro nei dettagli.
Ma l'essenziale è questo: in QED solo lo stato fondamentale dell'atomo
è veramente stazionario. Se l'elettrone si trova in un altro autostato
della hamilt. dell'atomo, non è però in uno stato stazionario del
sistema completo che include anche il campo e.m.

Questo campo è inizialmente nel suo stato di vuoto, ma per il sistema
campo più elettrone lo stato non è stazionario a causa dell'interazione
dell'elettrone col campo.
L'evoluzione successiva è complicata, anche se con ottima appross.
appare come la transizione verso un nuovo stato, in cui l'elettrone è
andato nello stato fondam. dell'atomo e il campo ha acquistato un
fotone che all'inizio non c'era.
Quello che succede a tempi molto lunghi non viene mai detto, per la
semplice ragione che nei casi reali non si può osservare, in quanto il
sistema non potrà mai restare isolato abbastanza a lungo.
-- 
Elio Fabri
Received on Fri Jun 04 2021 - 12:38:43 CEST

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