Cos'è l'incertezza nel principio di indeterminazione di Heisenberg?

Perché sono proprio posizione e velocità (quantità di moto) ad apparire nel Principio di Indeterminazione di Heisenberg? Perché proprio energia e tempo? Oggi parliamo di meccanica quantistica e scopriamo il significato di queste coppie di grandezze e del concetto di incertezza di misura.

➤ IL TEAM DI PEPITE DI SCIENZA:
Simone Baroni

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➤ BIBLIOGRAFIA:
W. Heisenberg, “Über quantentheoretische Umdeutung kinematischer und mechanischer Beziehungen,” Zeit. Phys. 33, 879-893 (1925)

#fisica #heisenberg #pepitediscienza #quantistica

[arcizen]

Tempo fa chiesi a un divulgatore lo stesso argomento e mi disse che era troppo complesso da spiegare. La ringrazio per questa perla di chiarezza e complimenti per la bravura.

[valerioiaconello]

riesce a spiegare concetti complessi in modo elementare e facilmente comprensibile, complimenti🙏🏻

[travellingaround]

Grande Simone spiegazione perfetta, come sempre.

[AmatoTomassetti]

Come spiegazione ho anche letto che alla particella è assegnata una distribuzione di quantità di moto che compongono una funzione d’onda in cui l’onda non è semplice, ma è la risultante di molte onde diverse. Più si va a “piccare” sul punto in cui è più probabile trovare la particella, più la quantità di moto dovrà essere una sovrapposizione di tante quantità di moto diverse rendendo imprecisa la sua quantificazione.

[erkamau]

Resta la domanda, l'incertezza limite sul prodotto è dettata dalla m.q., ma non è mai stato specificato né dimostrato che non dipende dalla natura del processo di misura, ovvero perché operando una misura vado inevitabilmente a perturbare un sistema rispetto allo stato imperturbato che vorrei conoscere. Al tempo stesso una misura senza un osservatore esterno al sistema non ha nessun senso, quindi è dipendente o indipendente in tal senso ?😊

[alebigna]

Grazie prof. Baroni. Spiegazione chiarissima.
Tuttavia mi rimane un dubbio: sappiamo perché esiste questo limite insito nella struttura stessa della nostra realtà? In pratica, il principio di indeterminazione ci dice che non possiamo misurare contemporaneamente, con precisione piccola a piacere, due grandezze correlate. La domanda è: sappiamo perché?
Cordialmente,
Alessandro

[matteomarzo]

Ciao, volevo porre una domanda, sperando vivamente che possa rispondermi 😊
È vero che (come alcuni dicono in giro), le basi della fisica moderna sono cadute a causa delle nuove scoperte in campo della fisica quantistica? Oppure la teoria della relatività resta valida tutt'ora? E un'altra domanda: perché gli scienziati cercano in tutti i modi di far conciliare la teoria della relatività con quello che avviene a livello subatomico, per teorizzare una teoria del tutto? Non si può semplicemente ammettere l'esistenza di due mondi separati tra loro con due leggi diverse? Ti ringrazio se potrai rispondermi!

[halfred]

Grazie per la scelta degli argomenti e per la chiarezza!
A questo punto la domanda è: quante e quali coppie di variabili coniugate esistono? La lista è completa?

[lucaramo]

grande. non vedo l'ora di leggerli

[erkamau]

Dimensionalmente potevi usare le onde con rappresentazione esponenziale il cui esponente è sempre adimensionale, da cui estrarre le dimensioni energia per tempo. L'evoluzione nello spazio, nel tempo e per rotazioni sono operatori rappresentati con i relativi esponenziali complessi.

[godhell]

Ottimo video 😀e il libro/i è come se fosse/ro già nel carrello! 🛒 😁
Mi incuriosisce il fatto che ci sarà una trilogia sulla MQ!

[FrancescoCipriano-bw]

Simone...riflettendo sui wormhole ho pensato:supponiamo di poter creare il wormhole con le dimensioni   volute, se lo creiamo in maniera tale da rendere la galleria gravitazionale molto corta, potremmo evitare di doverlo attraversare con macchine che viaggiano a velocità prossime a quelle della luce! Che ne pensi?

[francescocodecasa]

Grazie Prof!
Al min 9:22 dice "ecco perché..." ma non mi soddisfa. Forse mi aspettavo di sentire una frase del tipo "se potessimo conoscere congiuntamente posizione e quantità di moto di una particella, potremmo conoscere la sua posizione futura, cioè potremmo conoscere il futuro che sarebbe meccanicamente predeterminato."
O mi sbaglio?

[lucae]

ciao Simone, il nuovo libro sarà solo cartaceo o anche klinde

[alfredolama]

Vale solo per grandezze piccole o anche per quelle grandi come il moto di traslazione della galassia. Grazie.

[gianluca]

Ma perché il Principio di indeterminazione viene SEMPRE spiegato da un punto di vista sperimentale e non come conseguenza dell'ipotesi di Planck? Se per un moto unidimensionale periodico (bi o tridimensionale diventa molto complicato) realizziamo un grafico Posizione-Quantità di moto, la curva risulta chiusa e l'area della regione delimitata dalla curva è la grandezza fisica AZIONE. Quindi se l'azione è quantizzata e il valore più piccolo è "h" risulta che Delta x per Delta p, che è area del rettangolo "elementare", non può essere minore di h. Diminuisco delta x deve aumentare delta p o viceversa.

[LynxUrbain]

È un peccato che, sul francobollo commemorativo tedesco, sia indicato "Principio di sfocatura* di Heisenberg" e non "Principio di indeterminazione di Heisenberg", perché continua a creare confusione. *Unschärfe ≡ sfocatura

Vi offro un estratto di un'intervista tra Étienne Klein e Jérôme Ferrari, su « Philosophie Magasine » (estratto in francese / tradotto da ChatGPT) :

É. K.: « …….. . Nel 1927, Heisenberg dimostrerà che le cose non sono così semplici, poiché gli elettroni non hanno traiettorie ben definite. Questo è il significato del suo principio di incertezza o, più esattamente, di indeterminazione. Ma qui sarà necessario dimostrare molta pedagogia, perché, in generale, si fa un completo fraintendimento su questo principio.
Ecco cosa si legge un po' ovunque, nei manuali di cultura generale e su Wikipedia: "Il principio di indeterminazione di Heisenberg ci insegna che non si può conoscere simultaneamente con una data precisione la velocità e la posizione di una particella." Sottinteso: una particella ha una velocità e una posizione ben definite, ma la cattiva meccanica quantistica ci dice che non possiamo conoscerle.
Ora, non è affatto ciò che Heisenberg voleva dire! Al contrario, il suo principio ci insegna che una particella quantistica non è un piccolo corpo, quindi non ha gli attributi classici dei corpi. In altre parole, una particella non è come una macchina o uno sciatore, non ha una velocità e una posizione determinate.»

J. F.: « La responsabilità dell'errore ricade un po' sullo stesso Heisenberg, che ha esitato sul vocabolario. Inizialmente ha parlato di « principio di incertezza » (Unsicherheit), per poi ritrattare e usare il termine « principio di indeterminazione » (Unbestimmtheit). In tedesco, è un terzo termine, (Unschärfe) [« sfocatura »], che è diventato comune.
Questa esitazione terminologica ha causato parecchi danni, ma è comprensibile: qui c'è per ciascuno di noi un salto filosofico, se non psicologico, da compiere, poiché bisogna comprendere che gli atomi non sono affatto cose.»

É. K.: « E questo va ancora oltre! Perché il principio di indeterminazione di Heisenberg dice anche che, quando si misura la velocità di un elettrone, in realtà questa velocità non preesisteva alla sua misurazione. Era semplicemente indeterminata.»

[dewisteodorani]

Non si può misurare la posizione di un oggetto se non è fermo in sintesi 😂, scherzo, grande come sempre 👍🏻

[emilie]

ho tutti gli altri. Leggerò anche questo

[erkamau]

Con il righello c'è l'errore anche per lo zero 😊