Page 265 - La Fisica nella Storia

La nascita della Meccanica Quantistica

La meccanica quantistica è quel ramo della fisica, nato all’inizio del XX secolo che rivelò la
struttura degli atomi e delle molecole, risolvendo definitivamente i problemi della costruzione
della tavola periodica degli elementi.

La peculiarità della “meccanica quantistica”, termine coniato dal Max Born, è il fatto che in essa
le particelle vengono descritte tramite “onde di probabilità”.

A quali livelli di stranezze potesse arrivare la teoria quantistica fu

chiaro dopo le ricerche di Werner Karl Heisenberg (1901 – 1976) e il
suo cosiddetto “principio di indeterminazione di Heisenberg”, secondo
il quale esistono coppie di variabili (tra loro non compatibili), il cui
valore non può essere conosciuto simultaneamente con precisione,

indipendentemente dall’accuratezza delle misure.

Heisenberg fu un ragazzo sveglio e intelligente dotato di un talento
particolare per la matematica e le scienze.

Grazie ad un eccellente professore, Christoph Wolff, che gli preparava problemi speciali, si
allenò bene alle sfide matematiche.

Superò ben presto il suo maestro e iniziò a studiare come autodidatta la teoria della relatività.

Imparò da solo anche l’analisi, per poter dare lezioni private ad uno studente universitario.

Suo padre gli procurò dei classici della matematica scritti in latino, tra cui la dissertazione
dottorale di Kronecker, dedicata alla teoria algebrica dei numeri, che lo ispirò a cimentarsi con

la dimostrazione dell’ultimo “teorema di Fermat”.

Nel 1920 Heisenberg si iscrisse all’Università di Monaco con l’intenzione
di studiare matematica, fino a quando un colloquio con uno dei

professori gli fece cambiare idea, spingendolo a passare alla fisica, dove
ebbe come professore Arnold Sommerfeld, che riconobbe subito le sue
capacità e lo ammise a frequentare i corsi più avanzati.

Dopo il dottorato iniziò a lavorare con i principali fisici dell’epoca alla
Sommerfeld
teoria quantistica, e assieme a Max Born propose un modello atomico
in cui lo stato di un atomo era rappresentato, partendo dalle frequenze del suo spettro, cioè dal
tipo di luce emessa.

L’idea di base portava a un tipo molto particolare di calcoli, il calcolo matriciale, che Heisenberg
amava particolarmente.

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