Ecco una rottura:
* Particelle: Pensa a cose come elettroni, fotoni o persino atomi. Queste sono entità discrete e localizzate con massa (ad eccezione dei fotoni).
* onde: Questi sono disturbi che viaggiano attraverso lo spazio e il tempo, caratterizzati dalla loro lunghezza d'onda (distanza tra creste) e frequenza (quanto spesso si ripetono).
Il problema: La fisica classica trattava particelle e onde come fenomeni distinti. Tuttavia, gli esperimenti all'inizio del XX secolo hanno dimostrato che le particelle possono esibire un comportamento ondulato e viceversa.
Esperimenti chiave:
* Esperimento a doppia fessura di Young: Quando gli elettroni (o i fotoni) vengono sparati a una doppia fessura, creano un modello di interferenza su uno schermo dietro le fessure, proprio come fanno le onde. Questo modello è impossibile da spiegare se gli elettroni sono semplicemente particelle che viaggiano in linee rette.
* Scattering Compton: Quando i fotoni si scontrano con gli elettroni, si comportano come particelle e trasferiscono lo slancio agli elettroni, spiegando il cambiamento osservato nella lunghezza d'onda.
L'interpretazione: Questa dualità significa che particelle e onde non sono entità separate, ma piuttosto due aspetti della stessa realtà fondamentale.
ecco come pensarci:
* Le particelle hanno proprietà ondulate: Le particelle possono essere descritte da funzioni d'onda, che sono rappresentazioni matematiche della loro probabilità di essere trovate in una posizione particolare. La lunghezza d'onda di questa funzione d'onda è correlata al momento della particella.
* Le onde hanno proprietà simili a particelle: Le onde possono presentare proprietà come energia e moto, che sono tipicamente associate alle particelle.
Punti importanti:
* non una doppia natura, ma unificata: Le particelle non sono a volte onde e talvolta particelle. Sono sempre entrambi, ma i loro aspetti simili a onde o particelle diventano più importanti a seconda dell'esperimento.
* Probabilità e incertezza: La funzione d'onda descrive la probabilità di trovare una particella in una determinata posizione. Ciò implica che non possiamo conoscere contemporaneamente sia la posizione che lo slancio di una particella con assoluta certezza, un principio noto come il principio di incertezza di Heisenberg.
In sostanza, la meccanica quantistica ci costringe ad abbandonare la visione classica di particelle e onde come entità separate. Invece, dobbiamo abbracciare il concetto di dualità di particelle d'onda, in cui entrambi gli aspetti sono essenziali per una completa comprensione dell'universo alle scale atomiche e subatomiche.
