IL CANTICO DEI QUANTI

LA FISICA QUANTISTICA RACCONTATA FACILE DA GABRIELLA GREISON

di Gabriella Greison

produzione Audible

voce di Gabriella Greison

 

INTRO

Sono Gabriella Greison, sono fisica, sono scrittrice, e racconto a teatro – con i miei monologhi – i fisici del xx secolo, quelli che hanno creato il nostro mondo. Non solo nei miei romanzi, e su un palco teatrale, lo faccio anche in radio e in televisione, quando me lo fanno fare. Ma la cosa buffa, è che stanotte non ho dormito perché stavo per iniziare questa nuova avventura: raccontare la fisica per Audible, su Amazon, sotto forma di podcast, la cosa mi ha elettrizzato così tanto al punto che mi sono fatta venire il raffreddore….sentite che naso tappato, mi sembra la condizione iniziale migliore per iniziare un rapporto di lavoro basato solo sulla mia voce…ve l’assicuro, ho una bella voce, prendiamo questa mia verità come un assunto matematico (senza bisogno che ve lo dimostri).

Dunque. Non c’è un palco, non c’è un copione, non c’è lavagna o gessetti, ma ho davanti solo i miei appunti, appunti di una vita passata a studiare fisica (non perché io mi sia laureata in tanti anni, ma perché ho continuato anche dopo la laurea a studiarla), poche formule, e tanta immaginazione. “La scienza è immaginazione” diceva Einstein, è questo il mio approccio infatti, prima le immagino io le cose, e poi solo così posso raccontarle a voi: e solo un fisico riesce ad immaginare così tanto la scienza, nessun altro…

Dicevo, sono stata chiamata da Audible per creare questi podcast ‘iniziando in particolare dalla fisica quantistica’, il modo migliore per essere semplici e chiari nel raccontarla, ho pensato, senza niente, soltanto la voce e la fantasia. Tutto questo è perfetto per la fisica quantistica. Il titolo che ho pensato per questo podcast è “Il cantico dei quanti”, (sottotitolo: la fisic quantistica raccontata facile da GG). ‘facile’, questo è un corso base, diciamo così. Perché c’è anche una versione ‘difficile’ o ‘avanzata’ per raccontare la fisica quantistica. Inizio da questa, per fare avvicinare tutti: chiunque può ascoltare questo podcast, ve l’assicuro. Che poi la fisica sia il futuro e che secondo me dovremmo metterci qui e raccontarla tutta, questo è il mio chiodo fisso…ma va beh, iniziamo dalla fisica quantistica. Un bell’azzardo, visto che al liceo si smette di studiare fisica proprio quando si finisce l’ettromagnetismo e le equazioni di Maxwell, mica si approfondisce oltre… E’ per questo che questi podcast vanno bene per tutti, si abbinano su tutto tutto, diciamo così…la fisica quantistica è come una giacca di pelle o il colore verde, stanno bene su tutto.

Non aspettatevi lezioni pedanti, in cui il prof si gira di spalle e voi potete lanciare palle di carta a chi vi sta di fianco, primo perché io non posso vedervi, e poi perché la fisica che vi racconto io è bellissima. Il mio metodo ‘rivoluzionario’ – lo chiamano così i giornali quando parlano di me – sta nell’immaginare la scienza, e nel rendere la fisica un posto abitabile. I ‘paludati accademici’ o i ‘cattedratici annoianti’, come li chiamava Einstein, con la barba bianca, non vanno più bene al giorno d’oggi. Oggi ci sono film, serie tv che arrivano dall’america che parlano di fisica con altro linguaggio. E io mi allineo a loro…

Il mio ‘metodo’ consiste anche nelle contaminazioni. Esattamente come facevo le lezioni in classe ai tempi in cui le facevo (quando mi invitano all’università salgo sulla cattedra, ma quella è una questione di punti di vista, mi consente di farmi vedere da tutti), nei licei mettevo invece la musica all’inizio e alla fine della lezione… per segnare il terreno, per tracciare un solco per terra, una linea di demarcazione tra quello che ci è stato detto finora e quello che vi racconto io… Siamo circondati da informazioni, la mia lezione vuole essere una parentesi nella giornata in cui dico cose diverse… (siamo circondati anche da chi la scienza ce la fa odiare, e poi ci sono i luoghi comuni che aleggiano intorno alla fisica…io cercherò di scardinarli tutti, uno ad uno… saranno simpatiche digressioni nei vari episodi: con la fisica non si trova lavoro, con la scienza non si mangia…quante scemenze…in america avere in un gruppo di lavoro un fisico è un valore aggiunto inestimabile, una pepita preziosa, il punto di vista di un fisico è qualcosa che vale più dell’oro…). Ma siccome non posso realmente mettere la musica, allora vi dirò solo la canzone, il titolo e l’autore, che ben si addice al racconto della puntata…

Sul mio sito ho messo il link per scaricare le puntate da Amazon, e ho messo anche degli extra: le musiche che cito, le formule che ometto, i passaggi più ostici, le dimostrazioni di alcune equazioni.

Perchè ho scelto questo titolo. Il “cantico dei cantici” (song of song, o song of salomone) è uno dei libri della Bibbia, ebraica e cristiana, è il poema d’amore più letto e tradotto al mondo, è anche il più misterioso. Niente di meglio che associare la fisica al mistero, lo fanno già in tanti. E l’amore nel caso di “il cantico dei quanti’ è mio nei confronti della fisica quantistica, oppure tra me, la fisica quantistica e audible, oppure tra me, la fisica audible e voi.

Nel CDC ci sono 8 poemi, 8 episodi, noi ne avremo 16, 16 episodi, 16 storie. Non perchè ripeto le cose due volte (lo sapete che Einstein da bambino lo faceva, ripeteva le cose due volte come se gli altri non capissero le cose che diceva…certo era Einstein fin da bambino), ma perché uso più parole: la fisica quantistica, così come le favole o i sogni, ha una trama bellissima: e quindi è necessario seguirla con più calma, e l’uso di più parole.

Le parole, la terminologia che uso è uno degli aspetti che riguardano il mio metodo di racconto. C’è una terminologia ben precisa che i fisici hanno sempre usato, che li differenzia da tutti gli altri perché la sanno maneggiare bene, io essendo fisica l’ho dovuta imparare quella terminologia…ma come faccio nei miei monologhi certi termini li dico ma poi li butto via, come dire: sappiate che ci sono, ma a volte se ne può fare a meno…

Andrò a braccio, in ogni episodio. Come vi ho detto ho davanti i miei appunti e basta… Ma ora, iniziamo.

 

1) LUCE E MATERIA – > clicca qui

Massive Attack – Unfinished Sympathy

Alcuni dei personaggi citati:

Empedocle (495 ac – 444 ac)

James Clerk Maxwell (1831-1879)

Heinrich Hertz (1857–1894)

Ernest Rutherford (1871– 1937)

In questo episodio ridefinisco la luce e la materia secondo la fisica quantistica

 

2) LA COSTANTE DI PLANCK -> clicca qui

AIR – CHERRY BLOSSOM GIRL

In questo episodio: definizione di corpo nero, Max Planck e la sua formula, la fisica quantistica sta per nascere…

(il gioco con alcune sostituzioni nelle formule è utile per prendere dimestichezza con le grandezze in gioco, lo lascio a voi)

Cosa da approfondire:

legge di Rayleigh-Jeans

formula di Planck

la costante h

 

3) L’EFFETTO FOTOELETTRICO -> clicca qui

AIR – Alone in Kyoto

 

Approfondimenti:

Albert Einstein e la sua intuizione: supponiamo che la luce si propaghi sotto forma di quanti di energia (oggi noti con il nome di fotoni) e studiamola così…

(le formule che cito servono solo per esercizio, sono formule di immediata comprensione una volta scritte)

 

4) LA DOPPIA FENDITURA – > clicca qui

AIR – Run

 

Approfondimenti:

Thomas Young (1773–1829)

Christian Huygens (1629–1695)

Esperimento con la doppia fenditura per luce e materia

 

5) DE BROGLIE E L’EFFETTO COMPTON – > clicca qui

Hugo Race – Ghostwriter

Approfondimenti:

Louis de Broglie (1892 -1987)

Arthur Compton (1892–1962)

 

6) LA SCUOLA DI COPENAGHEN E IL PRINCIPIO DI INDETERMINAZIONE DI HEISENBERG – > clicca qui

Ethienne Daho – L’invitation

Approfondimenti: Niels Bohr, scuola di Copenaghen, Werner Heisenberg, Wolfgang Pauli, il principio di indeterminazione di Heisenberg, il principio di Esclusione di Pauli…

 

7) IL DUALISMO ONDA PARTICELLA E IL COLLASSO DELLA FUNZIONE D’ONDA – > clicca qui

Camille Baz Baz – Sur le boute de la langue

Approfondimenti: il dualismo onda particella, definizione di funzione d’onda, la materia e la luce continuano a essere messi in discussione…

 

8) IL MODELLO ATOMICO DI BOHR – > clicca qui

Baz Baz – Infinie solitude

Approfondimenti:

Niels Bohr (1885–1962)

Max Born (1882-1970)

La stabilità dell’atomo, gli orbitali atomici…

 

9) IL DIBATTITO TRA EINSTEIN E BOHR – > clicca qui

AIR – Universal traveler

Approfondimenti:

Albert Einstein (1879-1955)

Teoria ortodossa della fisica quantistica

La probabilità e il caso

10) L’EQUAZIONE DI SCHROEDINGER – > clicca qui

AIR – Alpha beta gaga

Approfondimenti:

La funzione d’onda, l’equazione di Schroedinger, Erwin Schroedinger (1887-1961), il paradosso del gatto di Schroedinger…

11) IL GATTO DI SCHROEDINGER – > clicca qui

Baz Baz – Souviens toi

Approfondimenti: il libro di Schroedinger che cito è “Mente e materia”

12) FORMALISMO QUANTISTICO E ALTRI PROTAGONISTI – > clicca qui

AIR – Mike Mils

 

Dall’ampio ventaglio di possibili interpretazioni fisiche del formalismo della meccanica quantistica si possono estrarre alcune linee guida e ripartire lo scenario nei seguenti filoni principali:

– l’interpretazione di Copenaghen, che è considerata per eccellenza l’interpretazione ortodossa standard della meccanica quantistica (Bohr, Heisenberg e altri);

–  le teorie delle variabili nascoste, che cercano di ricondurre la meccanica quantistica consueta a parametri nascosti locali e realistici;

–  la meccanica di Bohm, che, attraverso un’estensione dell’usuale meccanica quantistica con l’aggiunta di onde pilota, arriva a una formulazione deterministica non locale della dinamica, nella quale la funzione d’onda assume un significato reale (de Broglie, Bohm e altri);

–  le teorie di localizzazione spontanea, o le esplicite teorie del collasso fisico, che introducono un nuovo meccanismo fisicamente reale per il collasso, attraverso una modificazione dell’equazione di Schrödinger (Pearle, Ghirardi, Rimini, Weber e altri);

–  l’interpretazione degli stati relativi, anche detta interpretazione a molti mondi, che rappresenta una lettura alternativa del formalismo matematico (Everett, DeWitt e altri);

–  la teoria delle storie quantistiche consistenti, che (pressappoco come nell’interpretazione degli stati relativi) priva il processo di misurazione, da parte di un osservatore esterno, di quello status centrale che invece la maggioranza delle altre teorie gli riconosce (Griffith, Omnès e altri).

 

13) ALTRE INTERPRETAZIONI – > clicca qui

Massive Attack – Butterfly caught

Approfondimenti:

Hugh Everett (1930– 1982)

Bryce DeWitt (1923–2004)

 

14) EPR – > clicca qui

Massive Attack – Rising song

Approfondimenti:

il saggio di Einstein, Podolsky e Rosen

la teoria di Bohm

15) LE DISUGUAGLIANZE DI BELL – > clicca qui

Charles Trenet – Boom

Dal punto di vista della meccanica quantistica, lo stato di una coppia di particelle A e B generate in questo modo può essere descritto come segue. Lo stato di un qualunque sistema composto, relativo a diversi oggetti quantistici, e costituito dai due sotto- sistemi 1 e 2, aventi stati |Ψ1⟩ e |Ψ2⟩ rispettivamente, è dato dal prodotto dei singoli stati componenti. Nella notazione di Dirac, lo stato risultante si esprime come:

|Ψ⟩=|Ψ1⟩·|Ψ2⟩

 

16) CONSEGUENZE QUANTISTICHE – > clicca qui

Air – Angel

Approfondimenti: computer quantistici, crittografia quantistica e tanto altro…

I poeti citati: Italo Calvino, Charles Baudelaire, Robert Frost.

 

 

Per i miei libri letti da me:

-> PER ASCOLTARE “L’INCREDIBILE CENA DEI FISICI QUANTISTICI” CLICCA!

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E i podcast:

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