1
00:00:06,874 --> 00:00:10,754
Il Principio di Indeterminazione di
Heisenberg è uno trai concetti

2
00:00:10,754 --> 00:00:14,754
della fisica quantistica ad espandersi 
nella generica cultura popolare

3
00:00:14,832 --> 00:00:18,162
Dice che non si possono mai conoscere
simultaneamente la posizione esatta

4
00:00:18,162 --> 00:00:22,832
e la velocità esatta di un oggetto
ed appare come una metafora per tutto,

5
00:00:22,875 --> 00:00:25,155
dalla critica letteraria
ai commenti sportivi.

6
00:00:25,887 --> 00:00:29,127
L'indeterminazione è spesso spiegata
come risultato di una misurazione

7
00:00:29,137 --> 00:00:31,587
in cui l'atto di misurazione
della posizione di un oggetto

8
00:00:31,587 --> 00:00:33,847
cambia la sua velocità,
o viceversa.

9
00:00:34,397 --> 00:00:37,827
La vera origine è più profonda
e più strabiliante.

10
00:00:37,973 --> 00:00:41,973
Il Principio di Indeterminazione esiste
perché tutto nell'universo

11
00:00:41,973 --> 00:00:45,973
si comporta come una particella
e come un'onda contemporaneamente.

12
00:00:46,156 --> 00:00:49,468
Nella meccanica quantistica,
la posizione esatta e la velocità esatta

13
00:00:49,468 --> 00:00:51,548
di un oggetto non hanno senso.

14
00:00:51,914 --> 00:00:53,004
Per capire ciò,

15
00:00:53,004 --> 00:00:56,760
dobbiamo pensare a cosa significa agire
come una particella o come un'onda.

16
00:00:56,760 --> 00:01:00,166
Le particelle, per definizione,
esistono in un unico puntto

17
00:01:00,166 --> 00:01:02,012
in ogni istante nel tempo.

18
00:01:02,012 --> 00:01:03,898
Possiamo rappresentare ciò
in un grafico

19
00:01:03,898 --> 00:01:06,974
che mostra la probabilità di trovare
l'oggetto in un dato luogo

20
00:01:07,064 --> 00:01:08,472
il che appare come un un picco,

21
00:01:08,672 --> 00:01:12,817
al 100% in una posizione specifica
e zero da ogni altra parte.

22
00:01:13,039 --> 00:01:17,083
Invece le onde sono perturbazioni
che si diffondono nello spazio

23
00:01:17,083 --> 00:01:19,573
come le increspature sulla
superficie di un laghetto.

24
00:01:19,822 --> 00:01:23,972
Identifichiamo chiaramente elementi 
dello schema dell'onda
nella sua interezza,

25
00:01:24,022 --> 00:01:25,782
soprattutto la sua lunghezza d'onda,

26
00:01:25,782 --> 00:01:28,492
che è la distanza tra due
picchi adiacenti,

27
00:01:28,566 --> 00:01:29,836
o due valli adiacenti.

28
00:01:30,082 --> 00:01:32,492
Ma non possiamo assegnargli
una sola posizione.

29
00:01:32,618 --> 00:01:36,018
Ha una buona probabilità di
trovarsi in molti punti diversi.

30
00:01:36,686 --> 00:01:39,006
La lunghezza d'onda è essenziale
per la fisica quantistica:

31
00:01:39,006 --> 00:01:42,226
la lunghezza d'onda di un oggetto
è collegata alla sua quantità di moto,

32
00:01:42,226 --> 00:01:43,556
massa per velocità.

33
00:01:43,744 --> 00:01:46,804
Un oggetto che si muove veloce ha
una grande quantità di moto,

34
00:01:46,913 --> 00:01:49,623
il che corrisponde
a una lunghezza d'onda molto breve.

35
00:01:49,833 --> 00:01:52,101
Un oggetto pesante ha 
una grande quantità di moto

36
00:01:52,101 --> 00:01:54,369
anche quando non si muove
molto velocemente,

37
00:01:54,369 --> 00:01:56,638
il che implica, di nuovo, una 
lunghezza d'onda molto breve

38
00:01:56,831 --> 00:02:00,831
Ecco perché non notiamo la natura
ondulatoria degli oggetti quotidiani.

39
00:02:00,869 --> 00:02:02,739
Se lanci una palla da baseball in aria,

40
00:02:02,795 --> 00:02:04,196
la sua lunghezza d'onda 
è un miliardesimo

41
00:02:04,196 --> 00:02:06,846
di trilionesimo di trilionesimo
di metro,

42
00:02:06,846 --> 00:02:09,206
decisamente troppo breve
per essere mai rilevato.

43
00:02:09,297 --> 00:02:12,277
Invece le piccole cose, come gli atomi
o gli elettroni

44
00:02:12,277 --> 00:02:13,867
possono avere lunghezze d'onda
grandi abbastanza

45
00:02:13,867 --> 00:02:15,827
da essere misurate in 
esperimenti di fisica.

46
00:02:16,049 --> 00:02:19,569
Quindi, se abbiamo un'onda pura,
misuriamo la sua lunghezza d'onda,

47
00:02:19,569 --> 00:02:22,559
e dunque la sua quantità di moto,
ma senza la sua posizione.

48
00:02:22,779 --> 00:02:25,179
Possiamo conoscere esattamente
la posizione di una particella,

49
00:02:25,179 --> 00:02:26,789
ma essa non ha una lunghezza d'onda,


50
00:02:26,789 --> 00:02:28,119
quindi non possiamo conoscere
la sua quantità di moto.

51
00:02:28,580 --> 00:02:31,680
Per avere sia la posizione sia la 
quantità di moto di una particella

52
00:02:31,680 --> 00:02:33,590
dobbiamo fondere le due immagini

53
00:02:33,590 --> 00:02:36,930
per creare un grafico che ha le onde,
ma solo in una piccola area.

54
00:02:37,136 --> 00:02:38,576
Come possiamo realizzarlo?

55
00:02:38,576 --> 00:02:40,846
Combinando le onde 
con le diverse lunghezze d'onda,

56
00:02:40,846 --> 00:02:43,076
il che vuol dire 
dare al nostro oggetto quantistico

57
00:02:43,076 --> 00:02:45,926
la possibilità di avere
diverse quantità di moto.

58
00:02:46,349 --> 00:02:49,059
Quando sommiamo due onde,
scopriamo che ci sono dei luoghi

59
00:02:49,059 --> 00:02:51,559
dove i picchi si allineano,
creando un'onda più grande,

60
00:02:51,559 --> 00:02:55,239
e altri luoghi dove i picchi di una
riempiono le le valli di un'altra.

61
00:02:55,239 --> 00:02:58,029
Il risultato ha aree dove
vediamo delle onde

62
00:02:58,029 --> 00:03:00,229
separate da aeree di vuoto assoluto.

63
00:03:00,696 --> 00:03:02,486
Se aggiungiamo una terza onda,

64
00:03:02,486 --> 00:03:05,146
le aree dove le onde si annullano
diventano più grandi,

65
00:03:05,154 --> 00:03:09,534
con una quarta aumentano ancora,
e le aree con le onde si fanno più strette.

66
00:03:09,757 --> 00:03:13,027
Se continuiamo ad aggiungere onde,
possiamo creare un pacchetto di onde

67
00:03:13,027 --> 00:03:15,637
con una ben distinta lunghezza 
d'onda in una piccola area

68
00:03:15,684 --> 00:03:19,974
Questo è un oggetto quantistico con 
una natura sia di onda sia di particella,

69
00:03:20,153 --> 00:03:23,193
ma per ottenere ciò,
dobbiamo perdere la certezza

70
00:03:23,193 --> 00:03:25,483
sia della posizione
sia della quantità di moto.

71
00:03:25,483 --> 00:03:27,933
Le posizioni non sono riconducibili
ad un singolo punto.

72
00:03:27,933 --> 00:03:31,123
C'è una buona probabilità di trovarle
all'interno di un qualche intervallo

73
00:03:31,194 --> 00:03:32,574
dal centro del pacchetto d'onda

74
00:03:32,574 --> 00:03:35,194
ed otteniamo il pacchetto d'onda
sommando molte onde,

75
00:03:35,194 --> 00:03:37,554
il che vuol dire
che c'è la probabilità di trovarla

76
00:03:37,554 --> 00:03:40,824
con la quantità di moto corrispondente
ad una di queste.

77
00:03:41,142 --> 00:03:44,582
Sia la posizione sia la quantità di moto
sono ora indeterminate,

78
00:03:44,582 --> 00:03:46,312
e le indeterminazioni
sono connesse

79
00:03:46,342 --> 00:03:49,212
Se si vuole ridurre
l'indeterminazione della posizione

80
00:03:49,212 --> 00:03:50,918
creando un pacchetto 
d'onda più piccolo

81
00:03:50,918 --> 00:03:52,574
bisogna aggiungere più onde,
il che vuol dire ingrandire

82
00:03:52,574 --> 00:03:54,592
l'indeterminazione della quantità di moto.

83
00:03:54,612 --> 00:03:56,432
Se si vuole conoscere meglio
la quantità di moto

84
00:03:56,432 --> 00:03:57,872
si necessita di un 
pacchetto d'onda più grande

85
00:03:57,872 --> 00:04:00,532
che vuol dire aumentare
l'indeterminazione della posizione

86
00:04:00,889 --> 00:04:03,179
Questo è il Principio di 
Indeterminazione di Heisenberg

87
00:04:03,179 --> 00:04:07,839
formulato per la prima volta dal fisico
tedesco Werner Heisenberg nel 1927.

88
00:04:08,721 --> 00:04:12,721
Tale indeterminazione non dipende da una buona o da una cattiva misurazione,

89
00:04:12,721 --> 00:04:15,077
ma è il risultato inevitabile
derivante dalla combinazione

90
00:04:15,077 --> 00:04:16,903
della natura di 
particella e di onda.

91
00:04:16,903 --> 00:04:20,401
Il Principio di Indeterminazione non è
solo un limite pratico in misurazione.

92
00:04:20,401 --> 00:04:23,911
E' un limite sulle proprietà
che un oggetto può avere,

93
00:04:23,911 --> 00:04:27,661
insito nella struttura fondamentale
dell'universo stesso.