Quanto

Da Wikipedia, l'enciclopedia libera.
Se riscontri problemi nella visualizzazione dei caratteri, clicca qui.

In meccanica quantistica si chiama quanto (dal latino quantum che significa quantità) una quantità discreta ed indivisibile di una certa grandezza. Per estensione il termine è a volte utilizzato come sinonimo di "particella".

Etimologia[modifica | modifica sorgente]

  • Quanto è una forma latina corrispondente a ciò che designa in fisica una quantità indivisibile (quanta al plurale);
  • Quantus, aggettivo significa « quanto » nelle frasi interrogative ed esclamative (quanta al femminile singolare o al neutro plurale).

Di seguito alcune parole derivanti da « quanta » :

Meccanica quantistica[modifica | modifica sorgente]

Exquisite-kfind.png Per approfondire, vedi Quantizzazione (fisica) e Meccanica quantistica.

Mentre nella meccanica classica e nell'elettromagnetismo tutte le grandezze possono assumere un insieme di valori continuo la meccanica quantistica prevede che, in alcuni casi, queste grandezze possano assumere solo un insieme discreto di valori multipli di un valore fondamentale non ulteriormente scomponibile detto quanto. Uno dei primi esempi studiati (che ha le sue origini nel modello atomico di Bohr) è la quantizzazione dell'energia ovvero il fatto che gli elettroni di un atomo possono trovarsi solo in certi livelli energetici.

Nella teoria quantistica dei campi il concetto di quanto viene generalizzato e le particelle vengono viste come quanti di un campo di forze (ad esempio i fotoni sono i quanti del campo elettromagnetico secondo l'elettrodinamica quantistica).

Storia[modifica | modifica sorgente]

L'atomo era visto dagli antichi greci come un'unità indivisibile. In effetti, la parola proviene dal greco ἄτομος (àtomos), «che non si può dividere» - la «a» indica la negazione e «tomê-» la divisione. Potremmo dedurne che l'atomo di allora corrisponde al quanto di oggi. Nonostante questo, tale teoria fu smentita dalle esperienze compiute da Ernest Rutherford alla fine del XIX secolo, le quali dimostrano che l'atomo era composto da particelle cariche:

John Rayleigh enunciò che il flusso raggiante di un corpo caldo è proporzionale alla sua temperatura assoluta ed inversamente proporzionale al quadrato della lunghezza d'onda del colore riflesso. Ciononostante delle misure hanno dimostrato che questa teoria non era esatta, salvo che per le lunghezze d'onda che vanno dall'infrarosso al verde. A partire dal blu, l'esperienza è in contraddizione con i valori teorici. Paul Ehrenfest chiamò questo errore la «catastrofe ultravioletta». Max Planck, nel 1900, propose che le vibrazioni provocate dal calore di un corpo si ripartissero seguendo una legge determinata, retta dalla costante h che porta il suo cognome. Egli fu, al pari degli altri fisici, destabilizzato dalla sua teoria. Provò a lungo a conservare il suo risultato sopprimendo i quanti, per poi finalmente rinunciare ed ammetterlo. La teoria dei quanti era nata. Essa fu il punto di partenza della meccanica quantistica, una delle due grandi teorie fisiche del XX secolo.

La meccanica quantistica, che fa notoriamente richiamo alla funzione d'onda, fu iniziata da Bose, de Broglie, Dirac, Einstein, Fermi, Feynman, Heisenberg, Pauli e Schrödinger. De Broglie legherà il quanto alla lunghezza d'onda nella meccanica ondulatoria, dove una particella possiede la doppia caratteristica corpuscolare ed ondulatoria. Una parte importante delle ricerche della fine del XIX secolo e dell'inizio del XX secolo saranno consacrate allo stabilire questa dualità.

Richard Feynman e Julian Schwinger hanno sviluppato in seguito l'elettrodinamica quantistica relativistica, teoria che considera che l'interazione elettromagnetica tra le particelle cariche si crea attraverso lo scambio di fotoni; per estensione, l'interazione gravitazionale si creerà per lo scambio di gravitoni e le interazioni deboli e forti per l'intermediario dei bosoni. Per descrivere il comportamento delle particelle elementari, è occorso sviluppare un'altra teoria che porta il nome di teoria quantistica dei campi.

Bibliografia[modifica | modifica sorgente]

  • J. Mehra and H. Rechenberg, The Historical Development of Quantum Theory, Vol.1, Part 1, Springer-Verlag New York Inc., New York 1982.
  • Lucretius, "On the Nature of the Universe", transl. from the Latin by R.E. Latham, Penguin Books Ltd., Harmondsworth 1951. There are, of course, many translations, and the translation's title varies. Some put emphasis on how things work, others on what things are found in nature.
  • M. Planck, A Survey of Physical Theory, transl. by R. Jones and D.H. Williams, Methuen & Co., Ltd., London 1925 (Dover editions 1960 and 1993) including the Nobel lecture.

Voci correlate[modifica | modifica sorgente]

Collegamenti esterni[modifica | modifica sorgente]