• Maggio 26, 2022 6:50 am

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Il magico mondo dell’elettrone: onda o particella?

Nella fisica classica l’elettrone è rappresentato come una particella con una massa e ruota attorno al nucleo su orbitali quantizzati; su ogni orbita possono orbitare solo due elettroni con spin (verso di rotazione) opposto. Tutto chiaro, tutto bello e semplice e invece altri scienziati con altri esperimenti hanno reso incerto ciò che sembrava chiaro. Furono condotti esperimenti di interferenza e diffrazione; un fascio di elettroni è stato sparato verso una lastra di metallo con due piccole fenditure molto vicine tra loro, si è notato che all’uscita dei fori gli elettroni si comportano come delle onde nell’acqua, quindi non come una particella. Nella fisica attuale l’elettrone ha una natura duale, a volte onda, altre particella. Ma questo cosa vuol dire? Una domanda ancora in cerca di risposta. Ci sono varie teorie, una è la cosiddetta teoria Bohmiana duale: l’elettrone cavalca un’onda, quindi a volte si presenta come corpo, altre come onda. Un’altra teoria immagina l’elettrone come una sovrapposizione di onde elettromagnetiche e nel momento della misura avviene una sorta di “collasso” della funzione d’onda evidenziando l’elettrone come una particella.

Pur sapendo tanto sulle particelle del modello standard e in particolare elettroni, protoni, atomi, neutroni…. quando andiamo ad indagare sulla natura intima di tali particelle troviamo difficoltà a trovare risposte e allora nasce una domanda che unisce filosofia, fisica, religione: qual’è la natura ultima delle cose? La ricerca impegna fisici, matematici, filosofi, informatici, in uno sforzo comune per trovare una risposta che riguarda tutti e tutti dovremmo chiederci: Qual’è la natura ultima delle cose?

Mi occupo da anni di formazione e assistenza a giovani studenti di scuole superiori e universitari. Quando mi occupo di giovani studenti, cerco di capire chi sono, come ragionano, quale canale sensoriale utilizzano e  aiutarli a capire la matematica e le altre materie scientifiche.  Potremmo dire anche che la matematica ci ha aiutato ad immaginare il nostro universo partendo da ben definiti principi ( che non possiamo mettere in discussione), ad esempio. “per due punti passa una e una sola retta”, oppure “due rette parallele non s’incontrano mai, anzi nel punto improprio all’infinito”.  La matematica è basata su: ipotesi (fatte dall’uomo), tesi e dimostrazione. Ma potrei andare oltre e dire che la matematica è la madre di tutte le altre discipline scientifiche: fisica, elettronica, chimica, algebra booleana, informatica e tutte le altre materie scientifiche.

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