6 x 9 = 42

“Ho sempre detto che c’era qualcosa di fondamentalmente sbagliato nell’universo…” (Arthur Dent)

Entanglement Quantistico

Traduzione dell’originale Quantum Entanglement

E’ possibile per una particella interagire con un’altra di maniera che lo stato quantico delle due formi un singolo stato entangled [che si puo’ tradurre in italiano con “intrecciato” o “fuso“, NdT]. Uno stato entangled é uno stato che non é interamente indipendente da altri stati, ma ne dipende in qualche modo. A causa di questa dipendenza, é un errore considerare ciascuno stato come isolato dagli altri: dobbiamo combinarli e trattare il risultato come un singolo stato.

Ad esempio, un raggio di luce é composto da un flusso di fotoni. La direzione del campo elettrico della luce é detta la sua direzione di polarizzazione. La direzione di polarizzazione di un fotone puo’ formare qualsiasi angolo, ad esempio “verticale” o “orizzontale“. E’ possibile generare una coppia di fotoni entangled se, per esempio, un cristallo viene irradiato da un laser. In questo caso un singolo fotone puo’ dividersi per diventarne due. Ciascun fotone prodotto in questa manierà avrà sempre una polarizzazione ortogonale a quella dell’altro: ad esempio, se un fotone ha polarizzazione verticale allora l’altro dovrà avere polarizzazione orizzontale (questo per la conservazione del momento angolare: il momento angolare del sistema prima della divisione deve essere uguale al momento angolare del sistema dopo la divisione).

Quindi, se due persone ricevono ciascuno uno dei due fotoni entangled e ne misurano la polarizzazione, scoprono che quella del fotone ricevuto dall’altra persona sarà ortogonale a quella del proprio. Sembrerebbe esserci un’apparente connessione fra le particelle, che prescinde dalla loro distanza.

“Non posso credere seriamente nella teoria quantistica perché non si puo’ conciliare con l’idea che la Fisica dovrebbe rappresentare una realtà nel tempo e nello spazio, libera da sinistre azioni a distanza.”
– Albert Einstein

Il Paradosso EPR

Einstein non si concilio’ mai con le implicazioni della teoria Quantistica ed alla leggendaria conferenza Solvay del 1927 (e lungo tutta la fine degli anni 20) propose diversi esperimenti che credeva avrebbero rivelato falle nella teoria stessa. Tuttavia, tutte queste obiezioni furono confutate con successo da Niels Bohr, ed un umile Einstein torno’ a casa a leccarsi le ferite. In ogni modo, nel 1935 Einstein e due colleghi, Boris Podolsky e Nathan Rosen (EPR) descrissero un esperimento a cui ci si riferisce genericamente come il paradosso EPR, le cui implicazioni colpirono la teoria quantistica dritta al cuore.

La maggiore obiezione alla teoria quantistica di Einstein proviene dal suo rifiuto della realtà fisica prima dell’osservazione (la teoria quantistica dice che solo dopo che misuriamo il valore della proprietà di una particella questa acquista realtà fisica, mentre prima della misura dobbiamo considerarla in una sovrapposizione di stati). Si cita spesso il rifiuto dell’indeterminazione quantistica di Einstein: “Dio non gioca a dadi“, ma la sua frase meno citata sul rifiuto della realtà fisica da parte della teoria quantistica rivela la sua maggiore preoccupazione: “Mi piace pensare che la Luna stia là anche se non la sto guardando“.

Per confutare la teoria quantistica su questa base, l’articolo EPR conteneva – per la prima volta nella storia della Scienza – una definizione funzionale della realtà fisica:

“Se, senza disturbare in alcun modo un sistema, possiamo predire con certezza il valore di una quantità fisica, allora esiste un elemento di realtà fisica corrispondente a questa quantità fisica.”
– Definizione di realtà fisica dall’articolo EPR.

Per dirla in altri termini: se una proprietà fisica di un oggetto puo’ essere conosciuta senza che questo sia osservato, allora la proprietà non puo’ essere stata creata dall’osservazione stessa, e quindi doveva esistere come una realtà fisica prima dell’osservazione.

Einstein credeva che l’entanglement quantistico poteva essere usato per rivelare una falla nella teoria quantistica, poiché pensava che avrebbe determinato una realtà fisica precedente all’osservazione – in contrasto con i principi della teoria stessa. Consideriamo due fotoni entangled, uno dei quali inviato all’osservatore Alice, e l’altro all’osservatore Bob (vedere il diagramma sotto). I due osservatori possono anche essere molto lontani fra loro. Ora ricordiamoci dalla discussione all’inizio della pagina che due fotoni entangled devono avere polarizzazioni ortogonali. Quindi quando Alice misura la polarizzazione del suo fotone e la trova, diciamo, verticale, sappiamo instantaneamente che il fotone di Bob avrà polarizzazione orizzontale – anche se Bob non l’ha ancora misurata!

Quando Alice misura la polarizzazione del suo fotone, sappiamo instantaneamente quale valore otterrà Bob quando farà la sua misurazione (basato su un diagramma del libro Quantum Enigma).

Ma la teoria Quantistica ci dice che prima che Bob misuri il suo fotone questo non puo’ avere un valore preciso per la sua polarizzazione – é in una sovrapposizione di stati. Solo quando Bob lo misura il valore diventa fisicamente vero. Ma quindi, come possiamo conoscere il risultato prima ancora che Bob lo osservi? Secondo la teoria Quantistica, la soluzione é che la misurazione di Alice fa collassare la Funzione d’Onda di entrambi i fotoni (quello di Alice E quello di Bob). E’ la misura della polarizzazione di uno dei due fotoni come, diciamo, verticale che fa instantaneamente collassare entrambi i fotoni, con il risultato per il fotone di Bob di avere polarizzazione orizzontale.

Tuttavia, Einstein capi’ che queste comunicazioni istantanee del valore della polarizzazione fra i due fotoni erano proibite dalla sua stessa teoria della Relatività Speciale (nulla viaggia più veloce della luce). Quindi, Einstein credeva che il modello della Meccanica Quantistica era incompleto: non descriveva la realtà fisica del fotone di Bob prima dell’osservazione.

Einstein credeva che la giusta maniera per uscire da questo paradosso era assumere che il fotone di Bob (e tutte le particelle) possiedano alcune proprietà fisse che sono nascoste alla nostra vista (generalmente chiamate variabili nascoste). Nessuna comunicazione più veloce della luce é quindi richiesta: le proprietà della particella sono fissate quando la particella é creata. Crucialmente, quindi, questo significherebbe che la particella possiede più informazione di quanto la teoria Quantistica ci dice, e dunque quest’ultima dev’essere falsa.

Un associato di Bohr disse che “quest’incubo cadde su di noi come un fulmine a ciel sereno. I suoi effetti su Bohr furono notevoli… appena Bohr ascolto’ il mio rapporto sull’argomentazione di Einstein, tutto il resto fu abbandonato.

La Disuguaglianza di Bell

Nel 1964, John Bell sviluppo’ un ingegnoso test per l’esistenza delle variabili nascoste. Il teorema di Bell (generalmente designato come la Disuguaglianza di Bell) é stato chiamato “la scoperta più profonda della Scienza” (vedi qui [articolo in Inglese, NdT]).

Bell mostro’ che, per un gruppo di oggetti con delle proprietà fisse A, B e C, il numero di oggetti che possiedono la proprietà A ma non la B più il numero di oggetti che possiedono la proprietà B ma non la C é maggiore o uguale al numero di oggetti che hanno la proprietà A ma non la C.

Questo puo’ essere scritto in maniera più compatta come:

Numero(A, not B) + Numero(B, not C) >= Numero(A, not C)

Una versione facile da capire di questa disuguaglianza é fornita da David M. Harrison dell’University of Toronto (vedi qui). Consideriamo come collezione di oggetti con proprietà fisse una collezione di persone, e fissiamo le loro proprietà come:

  • A: Sesso (“Maschio” o “Femmina”)
  • B: Altezza (sopra 1.7 m (“Alto”) o sotto 1.7 m (“Basso” – non vi offendete!)).
  • C: Colore degli occhi (“Blu” o “Verde”)

Quindi, non importa quale gruppo di persone vi ritroviate davanti, potrete sempre affermare la seguente disuguaglianza: “Il numero di maschi bassi più il numero di persone alte, maschi e femmine, con gli occhi verdi sarà sempre maggiore o uguale del numero di maschi con occhi verdi. Garantisco in maniera assoluta che questo é vero per ogni insieme di persone.

E’ sempre vero. Non é sorprendente? Ecco un po’ di Meccanica Quantistica che potrete testare alla vostra prossima festa!

E’ abbastanza semplice provarlo. Da notare che ogni persona puo’ essere classificata in uno dei seguenti otto gruppi:

Riferendoci a questo diagramma, la Disuguaglianza di Bell ci dice che:

(Gruppo 1 + Gruppo 2) + (Gruppo 4 + Gruppo 8 ) >= (Gruppo 2 + Gruppo 4)

Che é ovviamente sempre vero.

Quindi la disuguaglianza di Bell sarà sempre soddisfatta per gli oggetti normali, di tutti i giorni, che possiedono proprietà fisse. Ma adesso analizziamo la situazione nel caso di una particella quantistica. Consideriamo la polarizzazione (più comunemente chiamata “spin“) di un fotone come la proprietà che deve essere misurata. Scopriamo adesso di avere un limite imposto dalla Meccanica Quantistica: il Principio di Indeterminazione di Heisenberg ci dice che non possiamo ottenere il valore corretto dello spin in due direzioni differenti. Ad esempio, non possiamo conoscere lo spin di una particella in direzione 90° (“su”) e in direzione 45° allo stesso tempo. Quindi, come possiamo effettuare un test per la disuguaglianza di Bell su una particella? Qui é dove l’entanglement Quantistico ci viene in aiuto, suggerendoci che possiamo trovare i valori di due proprietà se abbiamo due particelle entangled. Consideriamo “spin su” come la Proprietà A, e “spin 45” come la Proprietà B. Se misuriamo una particella entangled per la proprietà A, possiamo poi usare la seconda, ancora non osservata, per misurare la Proprietà B (nota: questo implica che abbiamo in qualche modo “sconfitto” il Principio di Indeterminazione).

Riferendoci alla nostra formulazione iniziale della Disuguaglianza di Bell:

Numero(A, not B) + Numero(B, not C) >= Numero(A, not C)

Dobbiamo dividere le nostre particelle quantistiche in tre gruppi (chiamati “insiemi“), ed estrarre la coppie di particelle entangled da ciascun gruppo:

Poiché non possiamo misurare tutte e tre le proprietà di ciascuna particella (ad esempio non possiamo misurare A, B e C – possiamo solo misurarne due), non possiamo concludere se la disuguaglianza é soddisfatta o no. Il meglio che possiamo fare é eseguire il test su un insieme di diverse migliaia di particelle e considerare le statistiche dei risultati. Il primo esperimento pubblicato fu di Clauser, Home, Shimony ed Holt nel 1969 usando coppie di fotoni (con le diverse proprietà corrispondenti agli angoli di polarizzazione di  0°, 45°, 22.5° e 67.5° – vedi qui) e si trovo’ che le statistiche suggerivano fortemente che la disuguaglianza era, in effetti, violata.

Cosa significa questo? Prendendo il nostro esempio di prima della collezione di persone, considerando il lato destro della disuguaglianza, per poter essere violata una persona dovrebbe avere più spesso occhi verdi se l’altra persona (entangled) é un maschio. In altre parole, la misura della proprietà é dipendente dal tipo di osservazione effettuato sull’altra particella entangled: c’é una connessione instantanea fra le particelle. Cosa succede ad una particella puo’ influenzare immediatamente le altre (fra l’altro, ci mostra che non siamo riusciti a “vincere” il Principio di Indeterminazione – non possiamo ottenere una vera misura delle due proprietà: quando ne misuriamo una, “contaminiamo” la misura dell’altra).

Sommario

Riassumendo, Einstein credeva che:

  1. Non ci fosse nessuna “sinistra azione a distanza” che violava apparentemente la Relatività Speciale (c’era località).
  2. Gli oggetti avessero una realtà e delle proprietà definite ed indipendenti dalle nostre osservazioni.

Pero’, la violazione della disuguaglianza di Bell ci rivela che é vero l’inverso:

  1. Esiste una strana connessione fra le particelle che informa instantaneamente la particella non disturbata del tipo di misura appena effettuata sul suo partner (anche se la Relatività Speciale non é violata perché non si puo’ trasmettere informazione usando questo metodo).

Le implicazioni di questo risultato saranno considerate in uno dei prossimi articoli.

La Disuguaglianza di Leggett

Quindi Einstein credeva in una teoria nella quale le particelle hanno delle proprietà nascoste e preesistenti indipendenti dalla misura (“realismo”), e non c’era nessun’azione a distanza. Ma la violazione della disuguaglianza di Bell ci mostra che esiste, in effetti, qualche forma di azione non locale. Tuttavia, non va cosi lontano da farci negare la possibilità di qualche forma di variabile nascosta nelle particelle.

Nel 2003 Anthony Leggett scopri’ una nuova disuguaglianza che – se fosse violata sperimentalmente come la disuguaglianza di Bell – invaliderebbe anche quest’ultima possibilità, mostrando che le particelle potrebbero non possedere un “realismo” nel senso convenzionale del termine. Cosi’, i due principi gemelli di Einstein di località e realismo sarebbe entrambi violati.

La disuguaglianza di Leggett é basata sul fatto che se abbiamo due numeri – A e B – che possono valere sia +1 che -1 la seguente equazione é sempre vera:

(Potremmo, per esempio, pensare che i valori +1 e -1 rappresentino la polarizzazione del fotone in su (+1) o in giù (-1) per le due particelle A e B).

E’ facile vedere che questo é vero esaminando tutte le possibili situazioni:

La disuguaglianza basata su questo principio é stata recentemente testata sperimentalmente e, in effetti, é risultato falsa (per dettagli, vedere i seguenti due articoli in Inglese: Physics World article e New Scientist article). Quindi sembrerebbe che i due pilastri Einsteniani del realismo e della località siano entrambi crollati.

(Tuttavia, in un prossimo articolo vedremo come puo’ essere possibile considerare la sovrapposizione quantistica come “una realtà prima dell’osservazione”.)

Qubit

Il segreto per analizzare sistemi di tipo entangled é non considerare più una Funzione d’Onda per una singola particella, ma una Funzione d’Onda per l’intero sistema.

E’ abbastanza utile a questo punto introdurre un’altro po’ di notazione. Nell’articolo precedente avevano introdotto la notazione bra-ket, con uno stato denotato da . Se abbiamo due stati, e , la loro unione é il loro prodotto tensoriale (vedi articolo Il Casino Quantico). Il singolo stato risultante sarà:

Per esempio, consideriamo una particella che, dopo una misurazione, puo’ trovarsi in uno dei due stati: o (una particella del genere é conosciuta come Qubit ed é usata nel nuovissimo campo dell’Informatica Quantistica). La base ortonormale dello spazio degli stati di Hilbert dovrà quindi avere due vettori rappresentanti i due stati (uno spazio di Hilbert bidimensionale é denotato da – vedi articolo precedente per una spiegazione sullo spazio di Hilbert e sulle basi ortonormali):

Prima della misurazione, e del collasso della Funzione d’Onda, lo stato del qubit poteva essere una qualunque sovrapposizione di questi due stati ma, dopo la misurazione, lo stato si troverà sempre in 0 o in 1 (le sovrapposizioni sembrano scomparire).

Cosa succede se il nostro qubit é un fotone con un partner entangled (come spiegato prima)? Potreste pensare che ciascun fotone abbia il proprio stato, e quindi ciascuno dei due abbia il proprio spazio degli stati di Hilbert separato:

Two Qubits

Sbagliato.

Ricordate che gli stati dei due fotoni entangled dipendono l’uno dall’altro: per i nostri qubit entangled, diciamo che se il primo qubit é nello stato 0 allora il secondo sarà costretto ad essere anche lui nello stesso stato, e viceversa per lo stato 1. Ora, invece di avere due spazi degli stati separati per i due qubit abbiamo un unico spazio degli stati entangled, ed al posto di una Funzione d’Onda per ciascun qubit ne abbiamo una per l’intero sistema (composto, appunto, da due qubits).

Per costruire lo spazio entangled, vediamo prima che ciascun vettore é raggiungibile da un insieme di due vettori di base:

Il risultato dell’unione dei due spazi degli stati puo’ essere costruito prendendo il prodotto tensoriale dei due insiemi di vettori di base dei due originali spazi degli stati (il prodotto tensoriale é una matrice – vedi articolo precedente). Questo si puo’ ottenere con una moltiplicazione matriciale dei due insiemi:

Possiamo vedere come i due originali stati degli spazi bidimensionali si combinano a formare un singolo spazio degli stati quadri-dimensionale:

Quindi l’insieme di quattro vettori di base risultante per il nuovo spazio entangled é:

Notate che con un solo entanglement lo spazio di Hilbert é rapidamente cresciuto da due a quattro dimensioni. Questo aumento sarà la chiave per spiegare quello che realmente accade durante il collasso della Funzione d’Onda [prossimo articolo – se non collasso io prima, NdT].

Appendice: Sistemi Separabili ed Entangled

Ecco un chiarimento sulla distinzione fra sistemi entangled e sistemi separabili.

Consideriamo il colore degli occhi (che puo’ essere sia blu che verde) di due persone non correlate fra loro. Le due persone possono essere trattate come un singolo sistema, che avrà quattro possibili stati (essenzialmente, ogni persona é come un qubit, e qui stiamo lavorando con un sistema a due qubit):

E’ possibile scomporre il sistema perché non c’é dipendenza fra il colore degli occhi della persona 1 ed il colore degli occhi della persona 2: sono due sistemi completamente indipendenti. Tuttavia, se ora consideriamo la situazione con due fratelli gemelli scopriamo che esiste una dipendenza: il colore degli occhi della persona 1 dipende dal colore degli occhi della persona 2 – sono identici.

In questo caso non é possibile decomporre il sistema in due sistemi separati (due persone) a causa della dipendenza fra i due gemelli. Ad esempio, non siete più liberi di scegliere gli occhi blu per la persona 1 e gli occhi verdi per la persona 2 – questa combinazione di stati é vietata. Per questa ragione, questo sistema combinato con i due gemelli é non-separabile ed é uno stato entangled, e un sistema con due qubit entangled non puo’ essere diviso in due sistemi da un qubit l’uno indipendenti.

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28 Risposte to “Entanglement Quantistico”

  1. […] Entanglement Quantistico […]

  2. AkiRoss said

    Fantastico 😀

  3. scardax said

    Grazie! 😀

  4. A workshop del 24 sett 10 a Pavia: http://www.edscuola.it/archivio/lre/3rd_Quantumbionet_Workshop.pdf
    tratteremo della
    informazione genetica del DNA da un punto di vista innovativo basato su l’ ENTANGLEMENT della Informazione .

    L’ entanglement agisce quando l’ informazione viene inclusa tra due specchi, cosi che la informazione bidimensionale che vediamo da un lato e’ simultaneamente simmetrica a quella che compare dall’ altro lato.
    IL DNA e quindi un contenitore di informazione speculare . Partendo da tali considerazioni stiamo pensando di modificare le concezioni biologiche che limitano la informazione genetica alla forma strutturale delle sequenze di successione della basi che compongono il DNA, trascurandone la capacita di specularita delle informazione che e’ conseguenza dell’ entanglement quantistico all’ interno della struttura a doppia elica del DNA. Questo modo di interpretate la informazione genetica dara’ vita ad un maggiore controllo teorico-culturale delle attivita produttive derivanti all’ uso delle biotecnologie, che stanno procedendo con estremo rischio con modalita sperimentali del tipo trial & erro nel produrre OGM, pillole abortive, DNA-di sintesi ecc. ecc, pertanto con modalita assai rischiose per il nostro futuro. Spero che tale riflessione posa interessare te e gli altri amici di questa discussione. Paolo pmanzelli.lre@gmail.com

  5. Invitation at: 3* Quantum Bionet Workshop 24 Sept 2010 in Pavia (Italy) , c/o the antique class room Alessandro Volta see http://www.edscuola.it/archivio/lre/3rd_Quantumbionet_Workshop.pdf

    During this event we open a debate on the descovery that DNA works as an Biological Antenna. In fact the quantum entanglement produces an internal bidimensional oscillating shadow enlosed in the DNA double helix able to communicate simultaneously at distance signals to anticipate the information about the transfer of genetic information. see: http://www.edscuola.it/archivio/lre/dna_come_antenna_biologica.htm

    If you can be interested od similar arguments please emebber that you are invited to hold the nvitation at: 3* Quantum Bionet Workshop 24 Sept 2010 in Pavia (IT)

    Very cordially Paolo Manzelli 06/Sett/2010

  6. Desideria Mini said

    Io non riesco a capire questo pezzetto:
    “considerando il lato destro della disuguaglianza, per poter essere violata una persona dovrebbe avere più spesso occhi verdi se l’altra persona (entangled) é un maschio”
    “considering the right-hand side of that inequality, in order for the inequality to be violated a person would have to be more likely to have green eyes if the other (entangled) person had been found to be a male.”
    Sul lato destro della disuguaglianza ci sono solo maschi.. Chi mi spiega questo passaggio? Come si viola la disuguaglianza?

    Grazie

    Desideria

  7. Strepitoso! una delle migliori spiegazioni che mi abbiano mai fatto! complimenti veramente!

  8. waltzie said

    Scusate la mia “grande” ignoranza, ma … cosa succede nella Disuguaglianza di Bell se C>A o C>B?
    Analogamente per la Disuguaglianza di Leggett .. cosa succede se si include la possibilità dell’ “assenza” (valore zero) di uno dei due elementi (fotone non polarizzato)?

    Qualcuno mi potrebbe aiutare a capire meglio?

    Grazie

  9. […] 1° link come si fanno a realizzare due fotoni entangledhttps://seipernove42.wordpress.com/…/entanglement…/ […]

  10. Mattia said

    A mio giudizio i due pilastri di einstein non sono crollati; e questo formalismo matematico-logico non tiene conto della realtà effettiva alla quale viene poi applicato. Il fatto che alcune tecnologie si basino sulla probabilità associata ad uno stato quantico non è una prova sperimentale dell’entangled quantistico; questo può sembrar vero solo a chi fruisce di una scienza cosiddetta divulgativa. Ad oggi il ragionamento di Einstein è ritenuto ancora il più valido, soprattutto considerare la presenza di variabili nascoste è in accordo con uno spirito scientifico più critico e lucido. La cosa che trae più in inganno, lo ripeto, è credere che queste recenti tecnologie siano la prova sperimentale di una teoria paradossale, mentre in realtà l’effetto osservato viene utilizzato a posteriori per giustificare una teoria senza dimostrarla veramente.
    La debolezza di fondo è la stessa contenuta nel paradosso del gatto di Schroedinger, e la stessa che emerge nell’interpretazione più diffusa del principio di indeterminazione di heisenberg, ovvero la tendenza ad assumere la nostra incertezza o incapacità come una proprietà intrinseca della materia. Ma lo stesso heisenberg affermava che l’indeterminazione risultava dalla nostra incapacità di misurazione e non dalla sostanza in sè delle cose. Infatti, tornando all’esempio famoso di anna e bob, la teoria quantistica assume che il fotone non abbia un valore preciso di polarizzazione prima che questo sia misurato; ma questa è un assunzione che la stessa teoria quantistica ha fatto, e che non può utilizzare per dimostrare la sua stessa affidabilità. Inoltre questa assunzione, ovvero che il fotone si trovi in una sovrapposizione di stati, è piuttosto uno stratagemma teorico, un assunzione ad hoc, e dal punto di visto pratico non ha un riscontro. In altre parole se affrontiamo la questione con un senso di realtà, non ha senso affermare che qualcosa viene determinato dalla mia misurazione, e dire che vi è un “entangle”. Piuttosto ad essere onesti bisognerà concludere che vi sono delle proprietà dello stato del fotone che io non riesco a stabilire, per così dire nascoste, che la meccanica quantistica non riesce a considerare, e che rendono conto dell’interdipendenza di due fenomeni all’apparenza separati. Prima di dubitare di Einstein bisognerebbe assicurarsi sempre di aver ragionato in maniera corretta.

  11. Francesco said

    Puo darsi, ma il fenomeno di collassamento della forma d’onda e sperimentale e si verifica con i fenomeni di interferenza che non si verificano piu dopo l’osservazione della particella/onda. Questo sembra piu una proprieta della materia che non una impossibilita umana di osservare un sistema senza perturbarlo. Credo che l’entanglement si possa vedere allo stesso modo. Dei due fotoni non si sa quale sia lo spin finche non lo si osserva, ed una volta osservato il primo quello dell’altro diviene automaticamente determinato dal legale fisico tra le due particelle/onde. Ma finche non lo si e osservato la probabilita che sia l’uno o l’altro e uguale. L’esperimento recente che delle due cavita collegate da switch ottico aggiunge un tassello alla vicenda, dimostrando, con osservazioni indirette che non interferiscono sulla proprieta da osservare, che il paradosso e ancora vero, cioe che gli stati (modi di oscillazione delle particelle nella/e cavita) coesistono anche a switch chiuso

  12. Mattia said

    Se rileggi quello che hai scritto, scoprirai che tu stesso non sai cosa hai detto nè cosa significhi. (la probabilità comunque non va confusa con la possibilità). Ma soprattutto è importante notare che il risultato di questi esperimenti non mette in alcun modo in dubbio i pilastri di einstein, o più semplicemente il suo pensiero. Ed era questo che argomentavo. Si può ben sperare che questo modo di spiegare la realtà possa essere superato da una logica superiore un giorno, io almeno lo vedo come una necessità storica perchè sembra un modo di spiegare tutto senza veramente spiegare nulla, lasciando il buon senso e la realtà pratica completamente slegati dalla teoria. Questi esperimenti analizzati in dettaglio non sono fondanti, sono interpretati alla bell’e meglio.

  13. Mattia said

    Ci sono una serie di assunzioni a monte che sono del tutto arbitrarie e l’esperienza viene adattata per così dire alle esigenze teoriche, cioè essa è “empiricamente adeguata” e tanto basta. Ad ogni modo, questi esperimenti sono perlopiù interpretati e di per sè non sono fondanti; soggettivamente si possono usare per appoggiare molte teorie, oggettivamente invece non ne sostengono neanche una. I “pilastri” di Einstein rimarranno validi, almeno di fronte a queste ingenuità. In definitiva, gli argomenti qui sollevati non possono in alcun modo rivedere criticamente Einstein c’è un’errore di fondo in questo. Se tu analizzassi rigorosamente gli esperimenti di cui parli ti renderesti conto che non è come sembra, che non c’è niente di paradossale e tutto dipende dalle assunzioni iniziali.

  14. V said

    Mattia non hai capito nulla del principio di indeterminazione: mi piacerebbe sapere in che occasione Heisenberg avrebbe detto “che l’indeterminazione risultava dalla nostra incapacità di misurazione e non dalla sostanza in sè delle cose”

  15. Mattia said

    Scusa, a parte il tuo tono un po’ arrogante che francamente si addice a un ignorante di solito e non ad una persona civile, ma se ti piacesse sapere qualcosa potresti fare come tutti e informarti, chiedere a un professore, vedi un po’. Heisenberg arrivò al principio di indeterminazione attraverso il calcolo e non perchè gli piaceva pensarla così, la dimostrazione di questo principio nel mondo accademico viene effettuata mostrando che non si riesce a calcolare posizione e quantità di moto di una particella, e non che esse non siano calcolabili a priori. Questo principio mostra un limite nostro non un limite intrinseco. Se, ad esempio, io non riesco a percorrere una distanza infinita da ciò non si desume che questa allora debba essere finita. Allo stesso modo il principio di indeterminazione di Heisenberg è legato all’esperienza, e non vuol dire che posizione e quantità di moto in una particella siano “indeterminate” ma “indeterminabili da noi”. E’ un errore molto diffuso comunque ed è dovuto ad una cattiva spiegazione della nascita di simili principi, tuttavia il tono con cui ti rivolgi quello dipende da te. Ok? grazie

  16. V said

    Mah, non era un’offesa, ma una constatazione che nulla ha a che fare con l’arroganza. Se Heisenberg sia arrivato al suo principio per via induttiva, deduttiva (o abduttiva, alla Pierce) è interessante epistemiologicamente ma irrilevante da un punto di vista matematico: il punto è che, come dice la parola stessa, trattasi di un principio, cioè un’ assunzione che è alla base di un sistema formale: in parole povere il principio di inderterminazione non è spiegato dagli esperimenti ma ne è verificato fino a prova contraria, è uno dei fondamenti di un nuovo sistema in cui “le cose funzionano così”: NON C’ENTRA NULLA la nostra incapacità di effettuare misurazioni non invasive nel microscopico: quella è scorretta divulgazione.

    Che poi tale formulazione sia digeribile o meno o perfettibile o se sarà sostituita da un altro paradigma è tutto un altro discorso.

    Quanto a te se fai un’affermazione dovresti citare le fonti non chiedere a chi te le chiede di “andarsele a cercare”.

    « Nell’ambito della realtà le cui condizioni sono formulate dalla teoria quantistica, le leggi naturali non conducono quindi a una completa determinazione di ciò che accade nello spazio e nel tempo; l’accadere (all’interno delle frequenze determinate per mezzo delle connessioni) è piuttosto rimesso al gioco del caso. »
    (Werner Karl Heisenberg,[5] 1942)[5 Si tratta di un manoscritto del 1942, pubblicato solo nel 1984 col titolo Ordnung der Wirklichkeit [Ordinamento della realtà], nell’ambito delle opere complete di W. Heisenberg. Traduzione italiana di G. Gembillo e G. Gregorio, Indeterminazione e realtà, Guida, Napoli 1991, p. 128, ISBN-10 8878351016, ISBN-13 9788878351011]

  17. Mattia said

    Stai facendo una catena di discorsi complicati che ti portano fuori strada. Un Principio in scienza si fonda sull’evidenza sperimentale, non è un’assunzione. Se farcisci il tuo modo di esprimerti con certi termini è normale che ti confondi. Quindi, in maniera chiara e semplice:
    Non c’era neanche un’esperimento dietro all’enunciazione di Heisenberg, ma soltanto una serie di calcoli.
    Il modo in cui si arriva ad enunciare un principio è l’informazione cardinale per valutarne la validità, senza complicarsi la vita con l’epistemologia: invasive o non invasive, le misurazioni umane incontrano un limite che è nella struttura umana stessa, che è il mezzo di misura in ultima analisi. Nessun uomo può stabilire dell’indeterminatezza di un sistema “in sè”, e l’interpretazione corretta del principio di heisenberg si basa sull’origine della sua formulazione, ovvero empirica e legata all’esperienza dell’operatore (sperimentale di per sè andrebbe bene in relazione ad un esperimento).
    Quanto alla cattiva divulgazione potrei prendere alcune delle tue affermazioni a questo punto. Con questa citazione Heisenberg affermava nè più nè meno che interpretando la realtà a livello delle particelle secondo la teoria quantistica, è impossibile determinare un evento pertanto il suo verificarsi verrà considerato casuale. Ma nessuno ha mai affermato che casuale sia l’attributo di un sistema indeterminato, soltanto che le sue leggi sfuggono alla nostra comprensione.
    E’ sempre il solito meccanismo di pensiero: quelle successive all’enunciazione del principio sono tutte assunzioni che scambiano i limiti del misuratore con i limiti dell’oggetto misurato. Le speculazioni successive non hanno hanno alcun valore nei confronti della corretta interpretazione del principio di Heisenberg, così come quelle del neodarwinismo nei confronti degli studi di Darwin.
    Riguardo le fonti non credo che il tuo cruccio maggiore sia quello, gli scritti di heisenberg e di einstein sono comuni. Perchè sei hai la tendenza ad interpretare un affermazione per sorreggere una tua visione del mondo tutte le fonti del mondo saranno superflue, prima di tutto contano i fatti. E l’evidenza sperimentale della meccanica quantistica non ha mai mostrato che una particella subatomica non possieda una posizione e una quantità di moto ben determinate. Lo stesso heisenberg non ha mai concluso che la natura è indeterminata a livello delle particelle. Se questo non ti è evidente domanda ad uno specialista.

  18. Mattia said

    ..e dirmi di punto in bianco che non avrei capito nulla del principio d’indeterminazione non sarebbe arroganza per te ma una constatazione? anche qui mi sembra che inciampi sullo stesso scalino sai

  19. V said

    Guarda, se per te quelli che ho usato sono termini complicati è meglio che lasci perdere questi argomenti e ti dedichi a qualcos’altro. Se insisti a dire che il principio di indeterminazione concerne i limiti umani semplicemente non hai capito nulla:
    prova a leggere questo, vediamo se è più chiaro: http://www.blogzero.it/2012/01/02/principio-indeterminazione-heisenberg/ non sarà Nature ma almeno parla semplicemente. Ti chiedo un’altra cosa: hai studiato alla facoltà di fisica?

  20. V said

    Nessuno sostiene che la meccanica quantistica sia la Verità, e anch’io auspico che un giorno si trovi un paradigma in grado di illuminare deterministicamente la natura, ma di fatto se Einstein trovava “scandalosa” tale proposta è proprio perchè travalica il concetto di limite umano per proporre un limite “naturale” : il caso?. “Dio non gioca a dadi con l’universo” ” la luna è lì anche se non la osserviamo” etc…

  21. Mattia said

    Usi termini complicati per te stesso non solo per gli altri, la complessità si comunica con parole semplici e chiare a tutti altrimenti è solo un bluff. E’ inutile che ti fingi un genietto di queste cose si è parlato per anni. Fino a prova contraria la matematica come tentativo di determinare le quantità fisiche è un’operazione umana, ti sarebbe sufficiente riflettere su quanto ti ho già scritto. Chi cerca un limite intrinseco nella natura non può aggrapparsi a questo principio, a meno di non interpretarlo a proprio uso e consumo.

  22. Mattia said

    Io sono Biologo molecolare, e mi occupo di fisica delle particelle da 12 anni. Per la cronaca il blog che hai linkato sembra scritto da Piero Angela e contiene varie affermazioni a dir poco disoneste, ma il colmo lo raggiungiamo qui:
    <>

    Capito, proseguirebbe la particella.. povera abbiamo reso il suo moto indefinito

  23. Mattia said

    la citazione è questa: – l’indeterminazione di posizione e velocità nasce solo ed esclusivamente all’atto della misurazione, senza intervento esterno la particella proseguirebbe nella sua traiettoria rettilinea… è l’uomo a rendere indefinito qualcosa che non lo è!

  24. Mattia said

    Scusa in quale facoltà di fisica di avrebbero insegnato una cosa simile che li denuncio subito al ministero?

  25. V said

    Sì la parte interessante era questa “Essa riflette un’indeterminazione intrinseca della natura” che è un modo molto semplificato ma dice il senso della questione… Guardi il dito e non vedi la luna. Sei biologo molecolare e quelli ti sembrano termini complessi? Forse sei tu che frequento toppo gli Angela…Non credo proprio che tu abbia mai sostenuto un solo esame di fisica quantistica: ma visto che a quanto dici sei laureato leggiti questo, vediamo se hai da ridire sulle Scienze. L’articolo è quello che è, nel senso che da un punto di vista teorico non hanno scoperto nulla di nuovo, ma vediamo se stavolta arrivi al concetto cardine…

    http://www.lescienze.it/news/2012/01/18/news/principio_di_indeterminazione_meccanica_quantistica_heisenberg_posizione_velocit_spin_neutroni-799356/?refresh_ce

    Se no tanti saluti, resta pure con i tuoi preconcetti: la pura verità è che il principio di indeterminazione è scandaloso perchè pone dei limiti indipendenti dalla nostra capacità, il resto è sociologia. (oddio avrò usato un termine complicato?)

  26. WaltZie said

    Credo che la discussione abbia preso una cattiva piega. Esprimere le proprie idee non vuol dire dover sminuire o denigrare qualcun’altro. Un abbraccio ad entrambi. Porsi domande e cercare le risposte è il seme dell’intelligenza. Mai smettere e dare nulla per scontato.

  27. Mattia said

    A me non scandalizzi guarda, semplicemente non segui un procedimento rigoroso, ti appelli alla scienza di consumo e soprattutto lavori di fantasia. Quelle righe che per te sono sacrosante contengono delle grosse ingenuità oltre ad alcune inesattezze come affermare che l’indeterminazione è conseguenza del dualismo onda particella. Non ha alcuna logica questa affermazione è campata in aria, anche da come è scritto il blog si intuisce che è un lavoro dilettantesco.. davvero non te ne accorgi? prova a confrontarlo con un libro di testo. E se fossi un po’ più onesto con te stesso potresti ammettere che straparli e che distorci una corretta interpretazione per esigenze extrascientifiche, come ad esempio voler trovare un fondamento all’esistenza di limiti intrinseci o indipendenti da noi. Io personalmente sono convinto che esistano, ma vi arrivo per altre vie e non manipolando un principio. Una cosa è la scienza, un’altra la fantascienza. Non confondiamo i sammaritani con i farisei, o la merda con la cioccolata…

  28. Mattia said

    p.s. l’articolo delle Scienze di cui parli ti conferma in primo luogo che il principio di Heisenberg è interpretato generalmente proprio come ti ho spiegato, e già qui potresti ammettere qualcosa di importante; in secondo luogo che c’è un giapponese che ha il tuo stesso dubbio. Lui però misura lo spin dei neutroni e nonostante questo paragona i suoi risultati ai calcoli di Heisenberg. Quando afferma “Ma il prodotto di errore e disturbo può essere reso arbitrariamente piccolo, anche più piccolo di quanto permetterebbe la formulazione originale di Heisenberg ” mi piacerebbe anzitutto sapere cosa ci avresti capito tu, poi andrebbe letto l’articolo originale su pubmed e riflettere se i suoi esperimenti lo autorizzano a inferire che esiste un contributo di incertezza secondario di tipo intrinseco. Sbandierato così in una news delle Scienze di solito è solo una mossa giornalistica.

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