Re: meccanica quantistica contraddizioni?

From: Valter Moretti <moretti_at_science.unitn.it>
Date: 2000/02/22

Paolo Avogadro wrote:

> Ciao
> No! non ci siamo fraintesi, mi ha detto chiaramente che � impossibile trovare la
> particella fuori dalla buca!!!
> Ha specificato che qualunque esperimento io faccia trover� sempre la particella
> nella zona dove la troverei classicamente!!!

Ciao, scusa secondo me questa e' semplicemente falso e il tuo professore
sbaglia.

>
> Poi mi ha fatto l'esempio dell'oscillatore armonico, ho ancora il disegno sul
> quaderno, ha disegnato il potenziale a forma di parabola e ha tirato una riga ad
> una certa altezza che rappresentava l'energia della particella.
> A questo punto mi ha fatto notare che non avrei potuto trovare la particella
> ...diciamo dove la riga st� sotto la parabola.

Falso! E non e' nemmeno logicamente FORMULABILE, per i motivi seguenti ,appena
consideri un sitema appena piu' realistico, come l'atomo d'idrogeno insieme al campo
elettromagnetico (fotoni).

In tal caso caso (elettrone attorno ad un protone piu' fotoni eventualmente assenti
[stato di vuoto fotonico]), quali sarebbero le regioni classicamente ammissibili?

L'elettrone classico in moto attorno ad un atomo irraggia e collassa sull'atomo in
pochissimo tempo: NON c'e' alcuna regione ammissibile stabile classicamente!
Qualunque sia il risultato quantistico corrispondente alla regione dove si puo'
trovare l'elettrone in uno stato stazionario, non si puo' fare alcun confronto con la
regione classica in questo caso. Come la mettiamo allora?

Bisognerebbe supporre di trascurare l'irraggiamento, ma allora andremmo proprio
CONTRO il principio di conservazione dell'energia!

Quantisticamente invece, c'e' il livello fondamentale dell'elettrone nell'atomo
di idrogeneo che insieme allo stato di vuoto del sisitema dei fotoni formano
uno stato *a energia definita* del sistema completo e quindi *stazionario* e
*stabile*.

Preciso meglio. Quantisticamente si puo' tenere conto dell'irraggiamento considerando
il sisitema atomo + fotoni. Allora si vede che lo stato fondamentale dell'atomo
unitamente allo stato di vuoto dei fotoni costituisce un autostato del l'energia del
sistema *totale*.

La proprieta' classica di collasso dell'elettrone sull'atomo ha comunque un
corrispondente quantistico, che pero' *non* produce un collasso sull'atomo ma un
decadimento sul *livello fondamentale*. Infatti gli stati "eccitati" dell'elettrone
nell'atomo (autovettori del solo hamiltoniano dell'elettrone nell'atomo) NON sono
autostati dell'energia del sisitema atomo + fotoni anche quando i fotoni sono nello
stato di vuoto.
(C'e' anche un vero processo di collasso detto "cattura K",completamente quantistico,
ma per descriverlo ci vuole un modello piu' sofisiticato di nucleo).
Se non esistessero i fotoni ( e tutti gli altri campi con cui interagiscono gli
elettroni)
anche i livelli "eccitati " dell'atomo d'idrogeno sarebbero stabili.

E' PER QUESTO MOTIVO che gli stati eccitati decadono nel livello fondamentale
emettendo fotoni, ma lo ripeto, lo stato fondamentale NON decade e NON c'e' alcun
corrispondente classico determinante una "regione classica ammessa" per l'elettrone
da confrontare con la "regione quantistica".

> Ribadisco che, visto che ci� che mi diceva mi sembrava in contraddizione con
> quello che ho studiato a Istituzioni di fisica teorica, ho posto il quesito varie
> volte!!
> Ora deduco che esistono almeno 2 interpretazioni della MQ!

Non saprei, credevo di conoscere quasi tutte le interpretazioni che esistono, e ti
assicuro che ne ho lette tante, ma NESSUNA afferma quanto dice il tuo professore.
Anzi, in tutta sincerita'e con il massimo rispetto verso il tiuo professore, credo
che la sua interpretazione non esista perche', come dicevo sopra quanto lui dice non
e' nemmeno formulabile in casi importanti fisicamente. Io spero sempre che voi vi
siate
fraintesi altrimenti .... trai tu le conclusioni.

>
> Poich� entrambe portano a conclusioni "poco classiche" (non conservazione
> dell'energia in un caso,

L'energia NON si conserva nei processi di misura, come non si
conserva l'impulso e quant'altro, quando misuri una osservabile che non commuta con
quelle in cui lo stato e' definito. Questa e' meccanica quantistica elementare,
livello
zero direi, non capisco proprio dove sia il problema.
Come puoi pensare di conservare l'energia quando esistono stati che NON hanno energia
definita? Se prendo una particella che e' in uno stato ad energia definita e
misuro una sua proprieta' incompatibile con l'energia il risultato sara' un autostato

di questa osservabile dove l'energia NON e' definita per principio! Come potrebbe
conservarsi l'energia?. La tesi del tuo professore equivale a dire che TUTTE le
osservabili che posso misurare nella pratica sono compatibili (cioe' commutano) con
l'Hamiltoniano. E questo e' palesemente falso. Oppure lui considera anche l'energia
dell'apparato di misura: e' quella totale che si deve conservare?. Allora le cose
sono veramente difficili da trattare perche' al momento NON esiste nessuna teoria
quantistica coerente che includa il sisitema osservato e quello osservante in un
unica grossa equazione di Schroedinger. Quindi benche' ci si aspetta che l'energia
"totale" sia conservata, non esisite (per il momento) il formalismo per scriverlo!


> probabilit� minore di 1 di trovare la particella
> nell'altro) mi piacerbbe sapere se esiste qualche esperimento serio che avalli
> l'una o l'altra tesi.
> E' mai stato compiuto un esperimento di questo genere?

Credo che la "forma"degli orbitali molecolari di macromolecole si possa vedere con
microscopi elettronici. Tale "forma" e' ben diversa dalle regioni (stabili) che
occuperebbe un elettrone classico come un pianeta attorno a molti soli perche' tali
regioni, come detto sopra NON esistono ...(metto le virgolette perche' in realta' gli
orbitali si estendono all'infinito e quello che si vede dipende dalla sensibilita'
del microscopio: se fosse infinitamente sensibile non vedresti nessuna "superficie
esterna"). La superficie sfumata dell'orbitale che vedi con il microscopio
elettronico e' la sovrapposizione di tantissime posizioni degli elettroni "trovati"
all'interno orbitali.



Ciao, Valter
Received on Tue Feb 22 2000 - 00:00:00 CET