concetti quantistici

Principio di indeterminazione di Heisenberg

Dov'è e quanto è veloce?

Principio di indeterminazione di Heisenberg
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Nell'articolo sulla doppia faccia onda-particella abbiamo già spiegato che nel mondo delle particelle ci sono parecchie cose strane e completamente diverse da quello a cui siamo abituati. Ad esempio per noi è normale misurare la velocità di un'automobile e contemporaneamente sapere la sua posizione precisa in ogni istante. Ma questo è impossibile per una particella.

Immagina di avere in mano una pallina che rimbalza. Se la tieni ferma, sai esattamente dov'è (nella tua mano) e quanto velocemente si sta muovendo (per niente). Ma se la lanci, diventa più difficile dire esattamente dov'è la palla in ogni momento, perché si muove molto velocemente.

Con oggetti piccolissimi, come gli elettroni, la situazione è ancora più complicata: più cerchiamo di capire dove si trovi un elettrone, più diventa difficile sapere quanto velocemente si sta muovendo, invece se ci concentriamo sulla sua velocità, perdiamo la nozione di dove si trovi. È come se l’elettrone giocasse a un gioco in cui possiamo conoscere solo alcune cose su di lui, ma mai tutto allo stesso tempo!

Il principio di indeterminazione di Heisenberg afferma che non possiamo sapere esattamente dove si trova particella e la sua velocità contemporaneamente. Fu formulato dal fisico tedesco e premio Nobel Werner Heisenberg nel 1927.

Nel Libro numero 1 Millie si rende conto del principio di indeterminazione di Heisenberg quando vorrebbe sapere la posizione dell'elettrone diventato onda e la risposta è: "Probabilmente non lontano, ma potrebbe essere ovunque".

Però, se volesse, potrebbe misurare la sua velocità. Allo stesso tempo, Millie può conoscere esattamente la posizione dell'altro elettrone, la particella ferma davanti a lei, ma non la sua velocità perché per parlarle ha dovuto fermarsi.

Questo succede anche nei laboratori di fisica, se si cerca di confinare una particella in uno spazio limitato, si interferisce con la sua velocità che diventa impossibile da misurare con precisione. Al contrario, si può misurare con precisione la velocità dell'onda delle particelle, ma senza poter sapere dove siano esattamente.


Per saperne di più

Visita ScienzaPerTutti, il sito di comunicazione scientifica dell'Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, in particolare:

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