Fondamenti di fisica quantistica

Docente: Dott.Chiara Zagonel

Presentazione Corso

La lezione affronta in chiave storica le tappe fondamentali che hanno portato la scienza a fare il passaggio dalla fisica classica a quella quantistica, ossia dal paradigma del continuo a quello del discreto, e dal determinismo al probabilismo. Vengono spiegati i principi base su cui si fonda la teoria dei quanti e i fenomeni principali che la caratterizzano. Gli argomenti trattati sono la doppia natura delle onde elettromagnetiche, il dualismo onda-particella e la relazione di de Broglie, la funzione d’onda e il suo significato, la sovrapposizione degli stati, il principio di indeterminazione di Heisenberg e la centralità dell’osservatore, il vuoto quantistico, il paradosso EPR e l’entanglement quantistico, l’interpretazione della realtà a livelli data da Bohm.

Obiettivi didattici
Obiettivo 1: Comprendere la differenza tra onde e particelle e il fenomeno dell’interferenza
Obiettivo 2: Comprendere il concetto di quantizzazione
Obiettivo 3: Comprendere che la visione ondulatoria e corpuscolare sono complementari e non contraddittorie
Obiettivo 4: Comprendere il significato della funzione d’onda e il passaggio dalla visione deterministica a quella probabilistica
Obiettivo 5: Saper interpretare le due formulazioni del principio di indeterminazione di Heisenberg; Comprendere la centralità dell’osservatore e il concetto di vuoto quantistico
Obiettivo 6: Comprendere il paradosso EPR e il concetto di non località
Obiettivo 7: Comprendere la visione della realtà a livelli

Argomenti trattati nei moduli
Argomento 1: L’interferenza, l’esperimento della doppia fenditura
Argomento 2: Il problema del corpo nero, i quanti di energia,
Argomento 3: L’effetto fotoelettrico, la doppia natura delle onde elettromagnetiche
Argomento 4: La relazione di de Broglie tra quantità di moto e lunghezza d’onda, l’esperimento di Davisson e Germer, l’equazione di Schroedinger e la funzione d’onda, l’interpretazione probabilistica di Born, la sovrapposizione degli stati, il paradosso del gatto di Schroedinger, l’interpretazione a multi-mondi, l’esperimento di Nakamura
Argomento 5: il principio di indeterminazione di Heisenberg tra quantità di moto e posizione, il microscopio di Heisenberg, il principio di indeterminazione tra energia e tempo, il vuoto quantistico, l’effetto Lamb, l’effetto Casimir
Argomento 6: Il paradosso EPR nella formulazione di Bohm con gli spin, la disuguaglianza di Bell, l’esperimento di Aspect
Argomento 7: La metafora dell’acquario e del videogioco di Bohm, l’ordine esplicato, l’ordine implicato e l’ordine super-implicato, il comportamento collettivo dei plasmi

Verifica degli apprendimenti
Il corso si compone di video-moduli da seguire in ordine cronologico.
Al termine del corso verrà proposta la verifica degli apprendimenti acquisiti tramite un test che si compone di 20 domande a risposta multipla con una sola risposta esatta. La prova sarà superata con il raggiungimento di almeno il 75% delle risposte corrette. Per superare l’esame e ricevere l’attestato di partecipazione finale sono previsti tre tentativi.

Valutazione del corso
Per tenere alto lo standard di qualità formativo viene somministrato ai fruitori, la possibilità di compilare un test di valutazione sul gradimento del docente e del percorso formativo proposto.

Attestazione L’attestato di formazione professionale rilasciato è valido ai sensi del decreto legislativo del 16 gennaio 2013 n.13 pubblicato in Gazzetta Ufficiale (GU n.39 del 15-2-2013) che promuove l’apprendimento permanente, attraverso un sistema di certificazione delle competenze.