Discussione:Meccanica quantistica/Incipit

Incipit

Se posso permettermi di dare un parere, credo che si debba iniziare a modificare l'icipit della voce, perché non è spigato con chiarezza che cosa studi la MQ: c'è solo scritto che ha numerose applicazioni... il che è un po' riduttivo. Proporrei di darne una definizione partendo forse da ciò che potrebbe essere l'aspetto più significativo, l'aspetto che ha fatto sì che un nuovo comportamento della natura necessitasse dell'enunciazione di un'intera nuova teoria per essere descritto: partirei dal comportamento quantistico: del tipo

«La meccanica quantistica, o fisica quantistica, è un ramo della fisica che descrive il comportamento della materia e dell'energia a livello subatomico attraverso l'introduzione dei quanta (da cui il nome quantistica), cioè di unità discrete, non ulteriormente divisibili, le quali si sono rese necessarie per descrivere molti fenomeni precedentemente inspiegabili, come la radiazione di corpo nero e la stabilità degli atomi, permettendo l' introduzione del concetto di orbitali degli elettroni. Benché abbia numerose applicazioni, sia sperimentali che teoriche, i suoi effetti a livelli macroscopici non sono generalmente apprezzabili, in quanto diventano evidenti solo per scale atomiche o subatomiche. Essa, inoltre, provvede a fornire una generalizzazione di tutte le teorie classiche, esclusa la teoria della relatività.»

Non è perfetta però può essere un inzio. Lie ¿Scrivimi? 12:00, 5 apr 2008 (CEST)

Più che sulla quantizzazione dei livelli energetici dell'atomo io porrei l'accento sulla dualità onda-particella, inoltre aggiungerei qualche dettaglio storico (i.e. almeno citare Schrodinger, Heisenberg, von Neumann e Dirac). Poi ci starebbe bene un'intera sezione storica sullo sviluppo della teoria con gli esperimenti principali come diceva Gianluca. Inoltre sarebbe bello se qualche esperto in materia aggiungesse una sezione sulla formulazione algebrica della MQ, che, come avevo già scritto in passato, trovo dia una motivazione più razionale della solita agli assiomi sugli stati che fanno parte di uno spazio di hilbert, etc. Il problema è che per dare una spiegazione chiara senza scendere in tecnicismi inutili serve qualcuno che abbia un quadro molto chiaro dela faccenda... o trovare qualcosa di già scritto (msg) --sky 13:49, 5 apr 2008 (CEST)

Potremmo fare una via di mezzo, cioè aggiungere alla versione sopra un riferimento alla dualità onda-particella (direi che MQ, come dice il nome, si occupa dei quanti prima che della dualità di cui dici). Come base di partenza, la proposta di Lie mi pare decisamente buona. --NaseThebest (msg) 14:53, 5 apr 2008 (CEST)

Sicuramente bisogna dire che è la base di tutta la fisica moderna. --wiso (msg) 15:20, 5 apr 2008 (CEST)

Rientro con la mia proposta.

«La meccanica quantistica, o fisica quantistica, è una branca della fisica su cui si fonda la fisica moderna. Essa descrive il comportamento della materia e dell'energia a livello subatomico attraverso l'introduzione dei quanta (da cui il nome quantistica), cioè di unità discrete, non ulteriormente divisibili, le quali si sono rese necessarie per descrivere molti fenomeni precedentemente inspiegabili, come la radiazione di corpo nero e la stabilità degli atomi, permettendo l' introduzione del concetto di orbitali degli elettroni. Materia ed energia risultano fortemente legate tramite la nota equazione di Einstein E=mc²; questo implica che combinando materia ed antimateria esse si annichilano producendo un'energia che si propaga sotto forma di onda, mentre quando si colpisce un atomo con un onda, l'energia trasportata da quest'ultima si fissa nell'atomo diventando materia. Benché abbia numerose applicazioni, sia sperimentali che teoriche, i suoi effetti a livelli macroscopici non sono generalmente apprezzabili, in quanto diventano evidenti solo per scale atomiche o subatomiche. Essa, inoltre, provvede a fornire una generalizzazione di tutte le teorie classiche, esclusa la teoria della relatività.»

Ho cercato di tenere conto delle richieste, anche se non ho potuto fare molto riguardo alla storia. Che ne pensate? --NaseThebest (msg) 17:24, 5 apr 2008 (CEST)

Toglierei tutta la parte sull'energia, e=mc^2... la meccanica quantistica è meccanica, concentriamoci su quello che è. Il termine "quanta" non l'ho mai visto da nessuna parte, a parte su riviste divulgative, e poi non è che tutti i sistemi hanno energia discreta. Bisogna mettere in luce fin dall'incipit la sua intrinseca natura probabilistica. --wiso (msg) 20:12, 6 apr 2008 (CEST)

Io vorrei far notare che non è proprio corretto dire che gli effetti della meccanica quantistica sono evidenti solo su scale atomiche o subatomiche, poichè a basse temperature sono possibili fenomeni quantistici macroscopici come la superconduttività e la superfluidità. Per correggere si potrebbe o inserire questa precisazione oppure nella stessa frase inserire una cosa del tipo "... alle temperautre ordinarie ...".--Filsunset (msg) 01:18, 12 apr 2008 (CEST)

La meccanica quantistica è un insieme di teorie fisiche sviluppate a partire dalla prima metà del ventesimo secolo per spiegare il comportamento della materia e dell'energia su scale atomiche. Tali teorie nacquero a causa dell'inadeguatezza della meccanica classica nel fornire delle spiegazioni di fenomeni riguardanti la radiazione di corpo nero, l'effetto fotoelettrico, il calore specifico dei solidi, l'effetto Compton, gli spettri atomici e la stabilità dell'atomo evidenziati da diversi esperimenti compiuti tra il 1900 e il 1930.

Dagli esperimenti effettuati nei primi 30 anni del ventesimo secolo divenne evidente che alcuni dei postulati fondamentali della meccanica classica erano completamenti inadeguati[1] alla rappresentazione dei nuovi fenomeni fisici. Emersero infatti fenomeni inspiegabili classicamente come per esempio: il comportamento particellare dei luce o l'esistenza di livelli discreti di energia.

Inizialmente, nel periodo 1900-1925, furono sviluppate delle teorie euristiche per spiegare i fenomeni osservati, spesso era richiesta l'adozione di postulati arbitrari, non deducibili a partire dai postulati della meccanica classica[1]. Questo insieme di teorie viene indicato con il termine vecchia meccanica quantistica[1] o meccanica quantistica in prima quantizzazione. Tra i fisici che hanno contribuito allo sviluppo della vecchia meccanica quantistica possiamo citare: Max Planck, Niels Bohr, Albert Einstein, Peter Debye, Arthur Compton, Louis De Broglie e Arnold Sommerfeld.

Nel 1926-1927 i fisici tedeschi Werner Heisenberg e Erwin Schrodinger svilupparono rispettivamente la teorie note come "Meccanica delle matrici" e "Meccanica ondulatoria". Questa due rapprensentazioni differenti (ma equivalenti) costituiscono la formulazione moderna[3] della meccanica quantistica. Nel periodo 1925-1930, la teoria fu formalizzata con l'adozione di postulati fondamentali attraverso i lavori dei fisici e matematici P.A.M Dirac, [John Von Neumann]] e Hermann Weyl

Una rappresentazione ancora differente, nota con il nome di "Integrale sui cammini", che riprende ed estende alcuni concetti classici fu sviluppata nel 1948 dal fisico Richard Feynman.

La meccanica quantistica si distingue essenzialmente dalla meccanica classica per il suo carattere non deterministico: questa teoria fornisce delle previsioni dei risultati degli esperimente attraverso la probabilità che si verifichino delle alternative.[2] Infatti la teoria prevede che i risultati di un esperimento non siano completamente arbitrari ma siano contenuti in un insieme di possibili valori, che hanno probabilità differente di presentarsi.

Collegato a questo nuovo concetto si ha l'impossibilità di conoscere esattamente lo sviluppo di un sistema[3] espressa dalla relazione di indeterminazione.

[1] A proposito della Legge di Ritz che caratterizzava gli spettri atomici, P.A.M. Dirac commenta: "Questa legge è abbastanza intellegibile a partire dal punto di vista classico". - The principles of quantum mechanics - 4a ed. Oxford Clarendon Press 1958 - Cap. 1 pag. 2

[2] "La nuova teoria afferma che ci sono esperimenti per i quali il risultato esatto è fondamentalmente imprecidibile e che in questi casi bisogna accontentarsi di calcolare la probabilità dei vari risultati" - R. Feynman - Quantum Mechanics and path integrals - R. Feynmann, A. Hibbs - McGraw Hill Company 1965

[3] "Abbiamo qui un impressionante e generale esempio della caduta della meccanica classica - non solamente delle sue leggi del moto, ma un'inadeguatezza dei suoi concetti nel fornirci una descrizione degli eventi atomici" - P.A.M. Dirac - op. cit.

Diciamo che mi sono un po' sbrodolato... però alcune cose mi sembrano irrinunciabili --CristianCantoro - Cieli azzurri! 21:30, 30 giu 2008 (CEST)

L'incipit che hai scritto mi sembra buono (non credo ti si sbrodolato =P), solo un paio di cosette, una sulla prima frase l'altra sull'ultimo capoverso: non so se sia giusto dire che la MQ è un insieme di teorie fisiche (ma questo credo sia più una questione di punti di vista), l'altra cosa è che la meccanica quantistica è deterministica, cioè la successione degli stati è completamente determinata dall'equazione di Schrodinger, solo che gli stati sono funzioni complesse la cui interpretazione fisica è quella che sappiamo. Comunque, per me, se si ritocca l'ultima parte si può inserirlo nella pagina al posto di quello che c'è ora, ciao --sky (msg) 09:33, 1 lug 2008 (CEST)

Attenzione! Credo che la distinzione prima/seconda quantizzazione non si riferisca alla distinzione "vecchia teoria dei quanti" vs "meccanica quantistica propriamente detta", ma alla distinzione meccanica-quantistica-non-relativistica/teoria-dei-campi... A parte questa imprecisione, mi pare un bell'incipit, quello di CristianCantoro. Concordo sulla prima delle precisazioni di sky (la meccanica quantistica e' abbastanza monolitica, non la chiamerei "insieme di teorie"), un po' meno sulla seconda: e' vero, e' nella teoria della misura in meccanica quantistica che si introduce l'indeterminazione, piu' che nell'evoluzione temporale, ma l'ultimo paragrafo dell'introduzione di CristianCantoro mi pare renda bene questo punto... In ogni caso forse e' un po' lungo come incipit, forse e' meglio utilizzarlo per l'introduzione.   | hrönir  19:13, 1 lug 2008 (CEST)

Ho trovato qui la seguente nota: "Nell'uso comune, il processo di trattare le coordinate $q_{i}$ e $p_{i}$ come variabili quqantizzate è chiamato prima quantizzazione. La seconda quantizzazione è il processo di quantizzazione dei campi -- in particolare ${\vec {A}}({\vec {r}},t)$ -- che hanno un numero infinito di gradi di libertà. Ma quanto si impara, qui! ;P --CristianCantoro - Cieli azzurri! 22:08, 7 lug 2008 (CEST)

Riscrivo il mio incipit (scusate ma mi è saltato fuori un "conflitto di edizione" e allora copincollo tutto)

La meccanica quantistica è una teoria fisica sviluppata a partire dalla prima metà del ventesimo secolo per spiegare il comportamento della materia e dell'energia su scale atomiche. Tale teoria nacque a causa dell'inadeguatezza della meccanica classica nel fornire delle spiegazioni di fenomeni riguardanti la radiazione di corpo nero, l'effetto fotoelettrico, il calore specifico dei solidi, l'effetto Compton, gli spettri atomici e la stabilità dell'atomo evidenziati da diversi esperimenti compiuti tra il 1900 e il 1930.

Dagli esperimenti effettuati nei primi 30 anni del ventesimo secolo divenne evidente che alcuni dei postulati fondamentali della meccanica classica erano completamenti inadeguati[1] alla rappresentazione dei nuovi fenomeni fisici. Emersero infatti fenomeni inspiegabili classicamente come per esempio il comportamento particellare della luce o l'esistenza di livelli discreti di energia.

Inizialmente, nel periodo 1900-1925, furono sviluppate delle teorie euristiche per spiegare i fenomeni osservati per le quali era spesso richiesta l'adozione di postulati arbitrari, non deducibili a partire dai postulati della meccanica classica[1]. Questo insieme di teorie viene indicato con il termine vecchia meccanica quantistica (in inglese old o early quantum mechanics). Tra i fisici che hanno contribuito allo sviluppo della vecchia meccanica quantistica possiamo citare: Max Planck, Niels Bohr, Albert Einstein, Peter Debye, Arthur Compton, Louis De Broglie e Arnold Sommerfeld.

Nel 1926-1927 i fisici tedeschi Werner Heisenberg e Erwin Schrodinger svilupparono rispettivamente la teorie note come "Meccanica delle matrici" e "Meccanica ondulatoria". Queste due rapprensentazioni differenti (ma equivalenti) costituiscono la formulazione moderna della meccanica quantistica. Nel periodo 1925-1930, la teoria fu formalizzata con l'adozione di postulati fondamentali attraverso i lavori dei fisici e matematici P.A.M Dirac, John Von Neumann e Hermann Weyl

Una rappresentazione ancora differente, nota con il nome di "Integrale sui cammini", che riprende ed estende alcuni concetti classici, fu sviluppata nel 1948 dal fisico Richard Feynman.

La meccanica quantistica si distingue in maniera radicale dalla meccanica classica[2] poiché fornisce delle previsioni dei risultati degli esperimenti esprimendo la probabilità che si verifichino dei risultati tra loro alternativi (interpretazione di Copenaghen)[3]. Questa condizione di incertezza non è dovuta all'ignoranza dello sperimentatore delle condizioni iniziali in cui si trova il sistema fisico sotto osservazione, ma è da considerarsi una caratteristica fondamentale dei sistemi fisici. La teoria dunque prevede che i risultati di un esperimento non siano completamente arbitrari ma siano contenuti in un insieme di possibili valori che hanno probabilità diverse di presentarsi. I sistemi vengono pertanto descritti come una sovrapposizione di stati diversi ciascuno dei quali conduce solo nel momento in cui si effettua l'osservazione a un differente risultato della misura. Questo nuovo modo di interpretare i fenomeni è stato oggetto di numerose discussioni[4][5] all'interno della comunità scientifica come testimonia l'esistenza di diverse interpretazioni delle meccanica quantistica. L'osservazione ha quindi effetti importanti sul sistema osservato: collegato a questo nuovo concetto si ha l'impossibilità di conoscere esattamente lo sviluppo di un sistema espressa dalla relazione di indeterminazione[6]7].

[1] A proposito della Legge di Ritz che caratterizzava gli spettri atomici, P.A.M. Dirac commenta: "Questa legge è abbastanza intellegibile a partire dal punto di vista classico". - The principles of quantum mechanics - 4a ed. Oxford Clarendon Press 1958 - Cap. 1 pag. 2

[2] "Abbiamo qui un impressionante e generale esempio della caduta della meccanica classica - non solamente delle sue leggi del moto, ma un'inadeguatezza dei suoi concetti nel fornirci una descrizione degli eventi atomici" - P.A.M. Dirac - op. cit.

[3] "La nuova teoria afferma che ci sono esperimenti per i quali il risultato esatto è fondamentalmente imprecidibile e che in questi casi bisogna accontentarsi di calcolare la probabilità dei vari risultati" - R. Feynman - Quantum Mechanics and path integrals - R. Feynmann, A. Hibbs - McGraw Hill Company 1965

[4] Riferendosi a questa nuovo modo di interpretare i fenomeni e alle difficoltà di comprensione che esso presenta a causa della sua profonda differenza con i modelli della meccanica classica P.A.M. Dirac disse: "[...] dovremmo ricordare che il principale obiettivo delle scienze fisiche non è la fornitura di modelli, ma la formulazione di leggi che governano i fenomeni e l'applicazione di queste leggi per la scoperta di nuovi fenomeni. Se un modello esiste è molto meglio, ma il fatto che esista o meno è una questione di secondaria importarza" - P.A.M. Dirac - op. cit.

[5]"Allontanandosi dalla determinatezza della teoria classica una grande complicazione è introdotta nella descrizione della Natura, che è una caratteristica altamente indesiderabile. Questa complicazione è inevitabile" - P.A.M. Dirac - op. cit.

[6] "Dobbiamo assumere che c'è un limite alla precisione dei nostri poteri di osservazione e alla piccolezza del disturbo [cha accompagna l'osservazione, NdT] - un limite che è inerente alla natura delle cose e non può essere superato da tecniche migliorate o dall'aumento dell'abilità da parte dell'osservatore" - P.A.M. Dirac - op. cit.

[7] "[...] una conseguenza della precedente discussione è che dobbiamo rivedere la nostra idea di causalità. La causalità si applica a sistemi che sono lasciati indisturbati." - P.A.M. Dirac - op. cit.

Ho cambiato alcune cose... grazie per le segnalazioni: mi hanno fatto rendere conto della presenza di alcune imprecisioni. Per l' "insieme di teorie fisiche", volevo fare il paio con l'intruzione della voce meccanica classica.Per il resto, tenso che più lunga di così quest'introduzione diventi tutto l'articolo, ovviamente l'argomento è vasto e ogni punto va sviluppato per bene in seguito, nel corpo della voce. In effetti, Hronir, sono convinto anch'io che sia davvero lungo, però la sezione "introduzione" in una voce (una voce qualsiasi, non solo questa) mi sembra inutile. Spero che ci possa essere un po' di consultazione generale (leggi consenso) prima che questa cosa diventi effettivamente l'introduzione della voce. (Oh, signori... stiamo parlando della voce "meccanica quantistica"... mica cicci de sellero!). [E pensare che mi danno sui nervi gli articoli con troppe note] --CristianCantoro - Cieli azzurri! 20:02, 1 lug 2008 (CEST)

Sì... per farmi capire meglio intendo dire che questo potrebbe essere l'incipit della voce (per capirci, quello che sta prima della tabellina con lo'indice della voce), che sì... è un po' lungo però ne ho visti di simili in altre voce. Invece la sezione (che adesso esiste) e si chiama "introduzione" secondo me è da sistemare. Una annotazione: nella WP inglese ci sono 2 versioni dell'articolo una "lunga" e una semplificata (en:quantum mechanics e en:Introduction to quantum mechanics... lo so che c'era già stata una lunga discussione a proposito di voci :lunghe e semplificate a proposito della Forza di Coriolis sulla pagina del Millibar... però era per buttare lì un'idea. --CristianCantoro - Cieli azzurri! 20:10, 1 lug 2008 (CEST)

Io sono per mettere l'incipit di CristianCantoro come incipit, togliere la sezione introduzione che c'è adesso e mettere al suo posto una sezione storica con accenni degli esperimenti che hanno portato alla rottutura con la meccanica classica e sviluppando bene quelli più significativi (non tutti e non li metterei neanche in ordine cronologico, personalmente ho cominciato a capire un po' di MQ quando ho letto dell'esperimento della doppia fenditura e lo stern-gerlach, gli altri, tipo corpo nero, effetto fotoelettrico, etc. che mi avevano presentato a scuola erano serviti solo a crearmi confusione) --sky (msg) 21:15, 1 lug 2008 (CEST)

Potrebbe andare bene...tra le altre cose sia i già citati "Principles of quantum mechanics" di Dirac, "Quantum mechanics and path integrals" di Feynman, e "Modern quantum mechanics" (J.J. Sakurai, per capirci... molte delle voci di MQ in wikipedia lo contengono nella bibliografia [e detto tra noi gli assomigliano parecchio ;P]) cominciano o con una trattazione di esperimenti con i fotoni o con Stern-Gerlach... il "Quantum Physic" (S. Gasiorowicz) inizia anch'esso con una carrellata storica ... lo so che non dobbiamo scrivere un libro di MQ... ma qualche esperimento potrebbe valere più di molte parole. Tra parentesi ritengo che per la "old quantum theory" ci voglia una voce a parte, sulla WP inglese c'è.--CristianCantoro - Cieli azzurri! 21:50, 1 lug 2008 (CEST)