Re: Frequenza di un singolo fotone

From: Giorgio Pastore <pastgio_at_units.it>
Date: Tue, 26 Jul 2022 12:01:22 +0200

Il 26/07/22 10:15, Davide ha scritto:
....
>
> Peró, a quanto ho sempre capito, il carattere ondulatorio che emerge dai vari esperimenti della doppia fenditura per singole particelle deriva dalla funzione d'onda. Mentre le frequenze di cui parliamo per esprimere l'energia del fotone sono, come tu dici, del campo elettromagnetico. Quindi un passaggio concettuale importante da condividere con gli studenti sarebbe il legame tra l'onda di probabilità descritta dalla funzione d'onda e l'onda del campo elettromagnetico. Legame che, se non ho frainteso, emerge senza essere minimamente spiegato anche dalle lezioni di Feynmann di QED, dove si cita una lancetta associata ad un fotone la quale ruota ad una frequenza legata al colore della luce e si usano le posizioni delle lancette dei vari fotoni per sommare le ampiezza.

La lancetta ruotante di Feynman non è altro che un modo di visualizzare
un numero complesso con dipendenza dal tempo exp(i w t). Può fare
confusione.
Ma tornando all' inizio della tua frase, è corretto che "il carattere
ondulatorio che emerge dai vari esperimenti della doppia fenditura per
singole particelle deriva dalla funzione d'onda." Anche se
personalmente, per ragioni che spero di chiarire dopo, preferisco dire
che il carattere ondulatorio deriva dalla dinamica delle particelle.


> Vorrei provare ad arrivare ad una risposta per cui chiedo innanzitutto un consiglio bibliografico.
>
>
Non sono esperto della bibliografia corrente però un testo ben scritto è
quello di Grynberg, Aspect e Fabre "Introduction to Quantum Optics".



> Una delle questioni che cercherei di capire sui libri che mi consigliate sarebbe la "costruzione di uno stato di campo ben definito a partire da un numero macroscopico di fotoni" cioè il legame tra il singolo fotone e l'onda elettromagnetica

Sono i cosiddetti stati coerenti o di Glauber. A parole, sono gli stati
quantistici più vicini al comportaento macroscopico del campo classico.

>
> Una domanda che invece vorrei fare a te, Giorgio, o a chiunque ha un'opinione a riguardo è: perché la questione della complementarietà di Bohr è paccottaglia? Non ha più senso oggi?

Il mio giudizio di paccottaglia è rivolto unicamente alla versione naïf
della complementarità. Per questo ho scritto "alla Bohr". Per intenderci
alla vulgata secondo cui, in modo indifferenziato, un elettrone o un
fotone è *sia* onda *sia* particella. Detta così, assomiglia ad un atto
di fede in qualcosa di incomprensibile. Ed è falso perché un elettrone
NON ha sicuramente tutte le proprietà di un'onda. E' ovvio, per esempio,
che mentre di un'onda si pùo misurare una parte dell'onda piccola a
piacere, nessuno ha mai misurato frazioni di carica elettronica o di
spin o di massa.

Quindi, se dualismo significa copresenza di attributi particellari e
ondulatori nello stesso ente, non è un punto di vista coerente con la
realtà.

Altro è invece la versione corretta della complementarità e cioè che
l'elettrone combina proprietà simili a quelle di particelle classiche e
altre, relative alla sua dinamica, relative a onde. Ma senza passare
dalle proprietà (misurabili) ad un'ontologia (non misurabile né
verificqbile). Di queto tipo di complementarità si discute ancora oggi
(e soprattutto ci si fanno esperimenti).

Dal punto di vista didatico, mi sembra molto più importante far capire
che la descrizione quantistica comporta la comparsa di un'ampiezza di
probabilità e che è questa che si comporta come un'onda, ancorché sui
generis.

Sono pezzi di informazione. Un quadro coerente e corretto, a livello di
scuola superiore, escluderei che possa essere dato. Non succede neanche
a livello universitario, in genere.


Giorgio
Received on Tue Jul 26 2022 - 12:01:22 CEST