Le (apparenti) contraddizioni della natura

Le (apparenti) contraddizioni della natura

Gli studenti di quinta liceo protagonisti di un’avvincente mattina di lezioni ed esperimenti di fisica quantistica all’Università dell’Insubria.

Mercoledì 20 aprile i ragazzi della classe quinta si sono recati a Como, presso il Dipartimento di  Scienza e Alta Tecnologia dell’Università dell’Insubria, per una mattinata di studi “universitari”.

Hanno potuto seguire una lezione sulla fisica quantistica tenuta per loro dalla prof.ssa Maria Bondani, che ha illustrato con grande chiarezza i punti salienti della rivoluzione che ha attraversato la fisica nei primi anni del XX secolo: a partire dalla visione “quantistica” della realtà fino a giungere al superamento del determinismo, rimpiazzato, tramite l’introduzione del concetto di “funzione d’onda”, dalla visione “probabilistica” della nuova meccanica.

In questo quadro teorico, lo studio della probabilità degli eventi non va più inteso come una necessità legata a una carenza di informazioni sul sistema e quindi inerente al problema della conoscenza, ma diventa una questione legata alla natura stessa della realtà.

La nuova fisica descrive situazioni paradossali – nel senso etimologico del termine: che vanno oltre il senso comune – che hanno stupito i nostri ragazzi tanto quanto i primi scienziati che se ne occuparono: non per nulla Niels Bohr affermò Anyone who is not shocked by quantum theory has not understood it.

I ragazzi hanno quindi potuto vedere con i loro occhi – e anche toccare con le proprie mani – gli esperimenti cruciali che hanno portato i fisici a parlare di  “natura corpuscolare della luce” o “natura ondulatoria degli elettroni”: la rilevazione della radiazione emessa da un corpo nero, l’effetto fotoelettrico, l’esperimento di Franck e Hertz, la diffrazione di un fascio di elettroni che attraversa una lamina sottile di grafite. Di grande effetto è stata anche la presentazione dell’esperimento che ha portato alla misura del rapporto carica/massa dell’elettrone.

L’esperimento che però ha sfidato maggiormente la fantasia dei ragazzi è stato senza dubbio l’apparato che permette di osservare l'”interferenza dei singoli fotoni”, ove ogni “particella” di energia localizzata (fotone) mostra chiaramente la doppia natura onda/particella  “interferendo con se stessa”: niente di più lontano dai concetti di corpuscolo e di onda definiti in fisica classica!