Page 216 - La Fisica nella Storia

Oggi sappiamo che gli effetti quantistici possono manifestarsi su varie scale, dal più piccolo degli

atomi al più grande dei sistemi.

Approfondimento: Le “Scale” su cui avvengono i fenomeni naturali.

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10 m (un decimo di millimetro): indica il limite del dominio di applicazione della fisica classica;
rappresenta lo spessore di uno spillo.

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10 m (un micron o milionesimo di metro): siamo nel campo delle molecole più grandi, quelle
che si trovano nelle cellule degli organismi, come il DNA o le parti della lunghezza d’onda della

luce visibile. Rappresenta il limite in cui si iniziano a sentire gli effetti quantistici.

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10 m (un nanometro o miliardesimo di metro): è il diametro di un atomo d’oro.
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10 m: è il diametro dell’atomo di idrogeno, il più piccolo tra tutti gli atomi.
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10 m: siamo dalle parti del nucleo atomico.

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10 m: siamo nel campo delle misure di protoni e neutroni; sotto questa lunghezza troviamo i
quark.

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10 m: è la scala più piccola che si riesce a osservare. Per farlo abbiamo bisogno del più potente
acceleratore di particelle del mondo, l’LHC del CERN di Ginevra.

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10 m: è la scala più piccola che dovrebbe esistere, sotto la quale l’idea stessa di “distanza”
perde di significato a causa degli effetti quantistici.

Per andare oltre questa scala si devono aspettare nuove generazioni di acceleratori di particelle

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La meccanica quantistica è il più radicale cambiamento di prospettiva avvenuto nel pensiero

umano sin da quando i Greci antichi iniziarono ad abbandonare il mito per andare alla ricerca
dei principi razionali dell’Universo.

La teoria dei quanti nacque, così per caso, da un fisico tedesco Max Planck (1858 -1947), che per

ottenere una formula esatta, che riproducesse correttamente i risultati sperimentali ottenuti
per calcolare il campo elettrico in equilibrio all’interno di una scatola calda, fu costretto a
ipotizzare che l’energia del campo elettrico fosse distribuita in pacchetti (“i quanti”), cioè dei

mattoncini di energia.

Ipotizzò quindi, per far funzionare le cose, che la dimensione di questi pacchetti dipendesse
dalla frequenza delle onde elettromagnetiche, cioè dai “colori”.

Plank calcolò che ogni quanto (pacchetto) di un’onda di frequenza , avesse un’energia pari a
= ℎ, dove ℎ è una costante, chiamata appunto “costante di Plank”.

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