1° Forum di Astronomia Amatoriale Italiano

Salve a tutti,

Leggendo L'universo Elegante di Bryan Greene, mi sono imbattuto in una frase che mi ha fatto riflettere. Si parlava di meccanica quantistica e nello specifico, del prestito di energia necessaria ad un fotone per superare una barriera. Il concetto di per se è abbastanza chiaro, e viene applicato non solo per i fotoni ma anche per gli elettroni e tutta la materia di cui siamo fatti e che ci circonda. Ora per i fotoni questo prestito di energia, è abbastanza usuale vista la loro grandezza rispetto ad h, per gli elettroni e per tutti gli altri atomi, un po meno, ma in ogni caso possibile. Il libro ragionando macroscopicamente diceva che se provassimo per un tempo pari a circa l'età dell'universo a laciarci contro un muro, avremmo buone probabilità che tutta la nostra materia, per un puro caso, si sincronizzi richiedendo questo prestito di energia e ci permetta di passare attraverso un muro. All'inizio si è propensi a pensare piu a un film sugli x-man che a un concetto di fisica... ma se fosse realmente così? non penso che tale bryan greene abbia bisogno di inventarsi delle cose. Se diamo per possibile quanto qui scritto, possiamo fare due ipotesi che potrebbero rivoluzionare il nostro concetto di realtà.

Se prendiamo anche un oggetto piu piccolo come una pallina e la tiriamo contro un muro, da quanto scritto prima, sappiamo che abbiamo all'incirca una probabilità su diverse miliardi che avvenga un prestito di energia comune a tutti i neutroni, elettroni, e protoni che compongono la pallina stessa, in modo tale che questa superi una barriera come un fotone supera una lastra. Vogliamo essere pessimistici e aumentiamo questa probabilità di una su 20 miliardi. E' in ogni caso una probabilità e come tutte le probabilità può avversarsi in qualsiasi momento, anche al primo lancio. Come abbiamo la possibilità di invecere la lotteria italia giocando solo una volta nella nostra vita. Quindi non è detto che dobbiamo aspettare tempi universali per vedersi avverare un qualcosa di surreale come una pallina che attraversa un muro.

Se prendiamo ora in esame tutti i contatti di materia che nello stesso istante avvengono sulla terra, vedremmo che in un lasso di tempo relativamente breve, ci avvicineremmo senz'altro ai 20 miliardi. Quindi mi chiedo, possibile che tra tutti i contatti, ogni tanto, per pura casualità non accade quanto scritto sopra?

Possono sembrare domande stupide, ma il dubbio leggendo quel libro mi è venuto.. (chissà forse era la volontà prima dell'autore..) in ogni caso mi scuso in anticipo per gli orrori che posso aver scritto ignorando gran parte della meccanica quantistica

A voi
Roberto

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Tillo / Roberto http://astrotillo.altervista.org/

Canon EOS 60D - 350D mod
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Per me l'errore consiste in quell'1 su 20 miliardi. La probabilità deve essere molti ordini di grandezza inferiore!!
Per stimarla bisogna sapere 2 cose: la probabilità che una singola particella abbia successo e attraversi il muro (che chiameremo 'p'), e il numero totale di particelle che compongnono la pallina, (che chiameremo 'n').
A questo punto la probabilità che tutta la pallina attraversi il muro è p^n, perché bisogna che tutti i singoli protoni, neutroni ed elettroni abbiano successo contemporaneamente.
Adesso capirai che con p è molto piccolo ed n molto grande, il risultato tende a 0 con una velocità spaventosa!!
Butto anche dei numeri a caso: p=10^-6, n=10^15
Risultato: 10^-(6*10^15), ossia []un numero con 10^15 zeri dopo la virgola!!![b] Tanti auguri, altro che 20 miliardi.

Non importa quanto sia piccolo il numero Marco, la probabilità esiste comunque per come hai inteso tu. Invece il punto che ho spiegato a Roberto è un altro e non c'entra nulla col discorso. Diciamo che si è interpretata una barriera di potenziale come un muro di cemento materiale e ciò è certamente errato. I corpi sono impenetrabili l'un l'altro a causa dell'interazione forte che lega i nucleoni di ogni atomo (è lo stesso motivo per cui battendo la testa su di un muro ci facciamo male anzicchè penetrare nel muro). In questo caso non esiste proprio l'effetto a cui ci si riferisce. L'effetto tunnel quantistico è relativo esclusivamente a potenziali che appunto non esistono a livello di materia ma derivano dal concetto di effetti di campo. Le particelle che arrivano sulle linee di potenziale, scivolano su di esse, seguendo la loro forma. Nel qual caso, se avessi detto di lanciare una palla contro una barriera di potenziale (e non un muro così come è stato inteso) allora si che era corretto calcolare la probabilità in quel modo, che risulta appunto estremamente piccola ma non nulla.

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"Einstein è un bravo ragazzo, peccato solo sia fissato che le onde elettromagnetiche siano costituite da particelle". M. Planck


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Concordo che l'effetto "ectoplasma" che permetta di passare attraverso un muro è soprattutto una rappresentazione figurativa del concetto di effetto tunnel.
Però anche la repulsione elettromagnetica tra particelle dello stesso segno è una barriera di potenziale. Visto che gli atomi sono costituiti per larga parte da spazio vuoto, teoricamente la loro compenetrazione è possibile e riguarda proprio il superamento della barriera di repulsione elettromagnetica (e non l'interazione forte)
Quindi, secondo me, si può parlare di effetto tunnel anche in presenza di un muro vero (magari sottile...)

Da li al fatto che TUTTI gli atomi di un corpo superino TUTTE le barriere di potenziale in uno stesso istante, è certamente viciniss...sima allo zero.

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Quod erat demostrandum...

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Purtroppo è un mio grande difetto, ma in ogni concetto di fisica o altro, faccio una notevole distinzione tra infinitamente grande e infinito e infinitamente piccolo e 0.. Questa cosa del potenziale associabile alla materia ha bisogno di studi più approfonditi.. cmq grazie a tutti

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Permettimi gippo, ma non è così che funziona...qui parliamo di attraversare un muro materiale! Certo che ci sono gli effetti coulombiani e l'interazione forte, ma un singolo protone non può penetrarne un altro, al massimo possono collidere (esistono sempre delle sezioni d'urto per cui possa verificarsi che in quello che dici i nuclei atomici della palla vanno a sbattere con quelli del muro, e questo non c'entra nulla con l'effetto tunnel, difatti in ogni caso, qualunque cosa succeda, l'ipotetico oggetto che si viene a trovare al di là del muro materiale sarebbe completamente stravolto in forma, composizione e stato fisico, mentre nell'effetto tunnel ciò non accade, la particella è perfettamente quella che era prima di attraversare la barriera).
L'effetto tunnel è riferito ad una barriera di potenziale, di fatto un potenziale non è un corpo materiale (non è fatto di particelle pesanti ma di mediatori di forza) ed è dovuto agli effetti di campo, il quale costituisce una interazione per le particelle che si trovano in esso immerse. Sono due cose molto diverse e non vanno confuse. Per quanto mi riguarda comunque a fisica si usa spesso il termine muro o barriera per riferirsi ad un potenziale con discontinuità a gradino, quindi è possibile che l'autore del testo volesse intendere quello. Poi comunque se esiste un "effetto tunnel" per muri materiali questo non lo so proprio, ma mi risulta strano comunque che possa esserci o se esiste ha un altro nome perchè sarebbe chiaramente un effetto totalmente distinto dal tunnel.
Concludo col dire che a fisica anche il fatto che una probabilità sia estremamente prossima allo zero, non esclude che essa esista comunque e che rimanga in ogni modo un caso valido da trattare, anche se molto molto raro. In casi come questo parlare in termini di probabilità non ci lascia il permesso di approssimare a zero una probabilità anche infinitamente piccola, escludendola così, perchè essa rappresenta pur sempre un caso della realtà che si può presentare.

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Però devi ammetterlo, se dai cento testate contro il muro, "dall'altra parte" ci passi!!! [smilie=row__432.gif] [smilie=row__432.gif]

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Eheh bè quello è poco ma sicuro...anche meno di cento testate bastano mi sa .

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[quote="Enrico Corsaro
Permettimi gippo, ma non è così che funziona...qui parliamo di attraversare un muro materiale! [/quote]

Di fatto, però, un muro materiale è costituito principalmente di "vuoto". Ovvero lo spazio tra nucleo ed elettroni è molto maggiore dello spazio occupato dalle singole particelle. La compenetrazione tra due corpi fatti di materia ordinaria, credo che, soprattutto (o totalmente?), sia una questione di potenziale.

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osservo con ETX 105PE, ETX 70AT, Newton Konuscope 114/900 su EQ3.2, dobson Marcon 150/900 degli anni '70.
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Ciò non vuol dire affatto che non avvengano urti particellari, le sezioni d'urto non sarebbero in ogni caso nulle. Se così non fosse daltronde neanche si potrebbero eseguire esperienze che coinvolgono scattering di particelle (tipo effetto Compton o scattering di Rutherford o effetto fotoelettrico). E' chiaro che gli effetti sarebbero principalmente dovuti alla presenza di potenziale ma non è il solo elemento...l'effetto tunnel non prevede nulla di tutto questo, non vi è "scattering" al contrario di come invece accadrebbe in questo caso.

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