Demone di Maxwell in un gas di palle da biliardo

From: Giorgio Torrieri <lunogled_at_hotmail.com>
Date: Wed, 21 Mar 2001 00:35:04 +0000 (UTC)

Da quanto ho capito, le soluzioni proposte al paradosso del
Demone di Maxwell sono di due tipi:

a) Quantistica: Il demone di Maxwell, per capire quando aprire
la porticina fra le due vasche, deve misurare la velocita' di ogni
atomo del gas che gli arriva contro
con una certa precisione. Tuttavia, entra in
gioco il principio di indeterminazione:
Correlando la precisione di questa misura col fatto che lui deve
essere certo che quell'atomo (e SOLO quell'atomo) deve entrare
nella porticina (cioe', la posizione della particella nello
spazio e nel tempo deve essere nota), salta fuori che in realta'
il demone non potra' misurare il momento-energia della particella
con una precisione sufficiente per far diminuire l'entropia
globale del gas.

b) Informazionale: Il demone deve ,ogni volta, calcolare la
velocita' della particella e compararla con la velocita' termica
media. Se egli ha una memoria finita, dovra alla fine cancellare
bit di calcoli precedenti, aumentando l'entropia "globale"
(vasca E cervello/computer che usa) di k*ln(2) per
bit.

a) e b) sono argomenti molto diversi, perche' a) dipende dalla
scala di energia, mentre b) no.
In un gas "classico", per esempio un gas di di miliardi
di palle da biliardo
(oppure, se si vuole, di atomi la cui lunghezza d'onda e' molto
inferiore alla separazione fra di essi), a) va a cadere, perche'
si puo misurare la velocita' e posizione di ogni particella che
ci arriva contro con qualsiasi precisione.
Per un gas del genere, quindi, il paradosso del Demone rimane?
(cioe', stabilire una entropia "oggettiva" che non dipenda dalla
precisione dei nostri esperimenti e' impossibile?)
Oppure b) e' sufficiente per far si che "i conti tornino"?
Qualcuno mi puo' raccomandare un'articolo nella letteratura
scientifica dove i contributi di a) e b) sono calcolati
quantitativamente, e si discute su quale sia realmente piu'
importante?

Grazie

Giorgio Torrieri

PS: Avevo una serie di articoli apparsi su it.scienza fisica
sull'argomento qualche mese fa (mi pare che l'autore era Giorgio
Pastore), ma purtroppo, a causa di un mio errore nel trasferire
fra computer, li ho persi. :-(
Qualcuno ce li ha e puo mandarmeli?
(a torrieri [at] physics.arizona.edu ).


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