Olimpo Informatico

[kevin]

[danieladaniela]

eccomi!!! sono antipatica ma..... ci sono, ci sono sempre.
Allora la situazione in fisica teorica diciamo 25 anni fa era molto molto simile a quella della meccanica classica prima della scoperta del moto browniano. Tutto perfetto, funzionava tutto, solo non c'era spiegazione al calore specifico del diamante - sara' un modello inadeguato, no? Ma sembrava che tutto fosse finito. Naturalmente quelle teste d'uovo non avevano ben chiaro che il fatto che il loro culo (pregiato culo, naturalmente) che poggiava sulla loro preziosa poltrona di professori che a sua volta poggiava sul pavimento, era del tutto inspiegabile con la meccanica classica! Dove se fate il conto il culo dovrebbe passare attraverso la poltrona e la poltrona sprofondare nel pavimento.... non sto scherzando.... comunque, i conti piu' semplici non li fa nessuno, fin tanto che la situazione non precipita (buon per tutti noi che il principio di esclusione di pauli, se non altro, non ci fa precipitare col culo per terra.) In fisica teorica una volta chiarita la cosiddetta seconda quantizzazione, cioe' la meccanica dei quanti dei sistemi a molti corpi (reali, come ad esempio un fluido non classico (elio liquido ecc) o virtuali come ad es la fisica ad alta energia) si era tutti contenti, il potere predittivo era altissimo, anche in situazioni "estreme" tipo il cern. La teoria dei campi quantistici e' ancora oggi una teoria di grande successo, e' una teoria locale. Funziona quasi perfettamente. Purtroppo ha alcuni problemi.... strani.... e a prima vista sono soltanto sofisticherie matematiche. Se si fa un conto di certi numeri (misurabili) si possono fare approssimazioni sempre migliori... che approssimano sempre meglio il valore misurato... se andiamo al primo, secondo, terzo ordine (piu' di tanto non si puo' fare con le tecniche attuali per spingerci avanti coi calcoli). Ma c'e' un problemino.... si dimostra che se noi sommiamo tutti gli ordini delle approssimazioni, questo non converge al numero misurato, ma diverge, tende a infinito.
Mando questo che non mi si cancelli tutto (si capisce che sto scrivendo da makkina win? ) piu tardi stasera scrivo ancora qualcosa
Grazie di esserci e scusate se sono sparita per mesi e mesi (ho tutti gli indirizzi email sommersi di posta) spero di farmi perdonare
daniela

[Danielix]

@ Kev: dev'essere spettacolare quello che rolla... E puro...

[Cybion]

[Silent Runner]

[kevin]

[Silent Runner]

Ma certo che lo perdono!
Ci mancherebbe!
Un po' di pazienza e vediamo di affinare il tema perché sia comprensibile per tutti.

[Danielix]

Ma io ho seguito attentamente!
E ho pure capito tutto!

25 anni fa dei tizi col culo pregiato hanno scoperto una moto marrone, con la meccanica classica, e funzionava tutto. Hanno visto che aveva un diamante, ma non capivano perchè faceva uno specifico calore invece di un altro. Allora hanno chiamato il Sig. Pauli, che non voleva essere escluso per principio, ma ormai era arrabbiato e li ha fatti cadere tutti dalle poltrone (una addirittura l'ha fatta sprofondare nel pavimento...).
Nonostante questo erano tutti contenti perchè l'avevano previsto: erano tutti dotati di un forte potere predittivo.
Insomma, come fu e come non fu, mentre misuravano la moto marrone con approssimazione, inspiegabilmente divenne una makkina... boh!

[Ranger_Trivette]

[Silent Runner]

[danieladaniela]

Continuo dalla puntata precedente... in attesa delle Vostre domande e osservazioni

Quindi i migliori cervelli si dedicano a sviscerare la questione, perche' questo e' cio' che si richiede alla scienza - anche se i migliori - uno per tutti Lev Landau - gia' negli anni 60 diceva senza tanti giri di parole che c'e' qualcosa di grosso che non va, in una teoria dal successo eccezionale, ma che lavora per "quantizzazione" prendere una lagrangiana o hamiltoniana classica e applicarci sopra certe procedure matematiche.... insomma mica si ottiene la fisica di newton per "galilealizzazione" da quella di aristotele, o la relativita' per "einsteinizzazione" dalla meccanica classica.... questi conti, pur possibili, sono marginali o meglio irrilevanti rispetto alle formulazioni autocontenute delle teorie in questione. Non si era mai visto altrove, che una teoria si dovesse formulare a partire da un suo limite (di basse velocita', basse energie). Si noti che ho scritto "non si era mai visto" perche' qualche decennio dopo lo si rivedra', con la teoria delle stringhe appunto. In ogni caso.... la meccanica quantistica procede con enorme successo, e i settori in cui incontra difficolta' sono pochi, difficili, e lontano dalla nostra esperienza. Sono quelli in cui la localita' non e' una ipotesi di lavoro alla quale affidarsi.

[Silent Runner]

Un ingresso trionfale!
Ma sento grida e stridor di denti...
Qualcuno si sentirà travolto da tutto questo e penserà di non poter mai comprendere del tutto la cosa disinteressandosene.
Vediamo se possiamo suddividere tutte queste informazioni con esempi elementari per permettere ai neofiti di capire di cosa e di come.
Perché la separazione tra meccanica newtoniana e meccanica quantistica è decisamente ostica per chi è abituato a vedere il mondo (a percepirlo) con i suoi sensi "newtoniani".

Che ne dici se spieghiamo a Trivette (il corrispettivo ZeusNewsiano della "Casalinga di Voghera") in termini "fisici" e cioè sperimentabili in termini pratici, il principio di esclusione di Pauli che già simpaticamente hai accennato nel tuo riaprire le danze?

Perché, quando appoggiamo le chiappe sulla sedia non la attraversiamo e non finiamo per battere il culo per terra? ...A dire il vero dovremmo continuare fino a sprofondare al centro della Terra e anche questo è inesatto perché in realtà la terra non potrebbe esiste nella sua forma attuale fatta di rocce fredde e mantelli fluidi sottostanti con nuclei probabilmente ferrosi al centro. Sempre che il pianeta si fosse formato avremmo in realtà una nube di materia composta da elementi miscelati e/o comunque suddivisi in strati, un po' a "velo di cipolla", in modo progressivo in base al loro peso atomico... o sbaglio?

Vuoi provare a chiarire prima questo importante principio?
Se non si comprende che la materia solida non è come sembra sarà difficile capire, per chi non ha conoscenze precise o specifiche, tutti gli altri apparenti paradossi che paradossi non sono affatto.

[Gateo]

[Danielix]

[Silent Runner]

[danieladaniela]

Eccomi!
Sono stata vittima di due sfighe informatiche distinte che hanno reso inutilizzabile questo pc e il powerbook. Rimasto attivo "obsoleto" il mio pregiato computero classe 1999, ma non sono in grado di settarlo con l'adsl per cui....

La materia a livello microscopico e' costituita come sappiamo di particelle "elementari": nelle nostre interazioni consuete a bassa energia che costituiscono la nostra vita quotidiana, noi vediamo solo gli elettroni (quelli esterni). Sono gli elettroni che controllano tutta la fisica dello stato solido, controllano i processi chimici, l'elettricita', insomma la vita quotidiana.

E' stato naturale per chi li ha scoperti pensare agli elettroni come a delle minuscole palline e ragionare di conseguenza. Questo conto, pero', non torna. Se noi abbiamo delle palline estremamente piccole, e se queste sono classiche, io posso mettere una delle mie biglie in un punto A e dopodiche' le altre biglie le metto dove mi pare (ricordiamo che sono praticamente puntiformi) posso tranquillamente mettere un sacco di biglie vicino al punto A, e questo non e' meno probabile che se io le metto 100km piu' in la' (In effetti se si facesse il conto viene fuori un effetto molto debole per cui le palline si aggregano: e' un effetto dovuto alla statistica, le biglie sono tutte uguali - ma da brave biglie classiche sono in linea di principio etichettabili, ad es le potrei numerare - e le configurazioni dove si ammucchiano sono leggermente piu' probabili di quelle tutte sparpagliate).
Nel caso degli elettroni quantistici, la storia e' molto diversa. Innanzitutto gli elettroni hanno uno "spin" un momento angolare che pero' non deriva dalla rotazione di niente.... e' intrinseco.

Ogni elettrone ha quindi questa variabile che io posso misurare, se voglio, e otterro' due valori possibili, up o down (per i tecnici 1/2 oppure -1/2). Poi gli elettroni essendo oggetti quantistici non possono avere velocita' e posizione simultaneamente ben definite. Entrambe queste variabili vanno quindi descritte da una distribuzione statistica, e se una delle due gaussiane viene forzata a stringersi, l'altra si allarga enormemente.

Il terzo elemento e' il principio di esclusione di Pauli: ad un certo punto ci si e' resi conto che non si poteva mettere un elettrone in uno stato in cui c'era gia' un altro elettrone. Per esempio se noi abbiamo un atomo e abbiamo un orbitale possibile, ci potremo mettere al massimo due elettroni (che saranno up e down) in ciascuna delle "configurazioni possibili" che quell'orbitale permette.

Adesso mettiamo insieme queste tre considerazioni - non immaginabili nel 1890 (per questo nessuno aveva pensato di fare il conto). Lo stato solido e' costituito da configurazioni di bassa energia (se no, fonde) e sono, appunto, solide, quindi ogni atomo (e la relativa nuvola di elettroni che lo circonda) e' confinato in posizioni fisse e oscilla intorno a queste. Ma le posizioni sono abbastanza ben definite (NOta: questo non vale, ad es, in un filo di rame in cui circola corrente! Ma restiamo alla sedia sul pavimento).
Che succede quando ci sediamo? Le gambe della sedia vengono spinte contro il pavimento, tra l'altro con una forza mica da niente (avete mai provato a schiacciarvi un piede?) Gli elettroni della sedia e quelli del pavimento pero' non possono occupare la stessa posizione... quindi il pavimento resta solido e la sedia non sprofonda, come farebbe se gli elettroni fossero minuscole palline che seguono le leggi della meccanica classica.

Lo stato solido, se l'universo fosse soggetto alle leggi della meccanica classica, sarebbe poco meno che impossibile.

SI NOTI PERO' che anche nel nostro universo.... non soltanto lo stato solido... ma l'intera materia... e' evanescente. La vediamo perche' siamo ben lontani dall'equilibrio. All'equilibrio, non ci sara' materia, sara' evaporata tutta in radiazione

[Silent Runner]

Nota: il divertente e provocatorio post del nostro amico Danielix è stato spostato ne "La piccola bottega degli orrori". Potrete leggerlo lì.
In questo 3d l'off topic è off limits. Cercerò di contenerli il più possibile lasciando solo ciò che non danneggi il lavoro fin qui svolto.