0:00:06.874,0:00:10.754
Il Principio di Indeterminazione di[br]Heisenberg è uno trai concetti

0:00:10.754,0:00:14.754
della fisica quantistica ad espandersi [br]nella generica cultura popolare

0:00:14.832,0:00:18.162
Dice che non si possono mai conoscere[br]simultaneamente la posizione esatta

0:00:18.162,0:00:22.832
e la velocità esatta di un oggetto[br]ed appare come una metafora per tutto,

0:00:22.875,0:00:25.155
dalla critica letteraria[br]ai commenti sportivi.

0:00:25.887,0:00:29.127
L'indeterminazione è spesso spiegata[br]come risultato di una misurazione

0:00:29.137,0:00:31.587
in cui l'atto di misurazione[br]della posizione di un oggetto

0:00:31.587,0:00:33.847
cambia la sua velocità,[br]o viceversa.

0:00:34.397,0:00:37.827
La vera origine è più profonda[br]e più strabiliante.

0:00:37.973,0:00:41.973
Il Principio di Indeterminazione esiste[br]perché tutto nell'universo

0:00:41.973,0:00:45.973
si comporta come una particella[br]e come un'onda contemporaneamente.

0:00:46.156,0:00:49.468
Nella meccanica quantistica,[br]la posizione esatta e la velocità esatta

0:00:49.468,0:00:51.548
di un oggetto non hanno senso.

0:00:51.914,0:00:53.004
Per capire ciò,

0:00:53.004,0:00:56.760
dobbiamo pensare a cosa significa agire[br]come una particella o come un'onda.

0:00:56.760,0:01:00.166
Le particelle, per definizione,[br]esistono in un unico puntto

0:01:00.166,0:01:02.012
in ogni istante nel tempo.

0:01:02.012,0:01:03.898
Possiamo rappresentare ciò[br]in un grafico

0:01:03.898,0:01:06.974
che mostra la probabilità di trovare[br]l'oggetto in un dato luogo

0:01:07.064,0:01:08.472
il che appare come un un picco,

0:01:08.672,0:01:12.817
al 100% in una posizione specifica[br]e zero da ogni altra parte.

0:01:13.039,0:01:17.083
Invece le onde sono perturbazioni[br]che si diffondono nello spazio

0:01:17.083,0:01:19.573
come le increspature sulla[br]superficie di un laghetto.

0:01:19.822,0:01:23.972
Identifichiamo chiaramente elementi [br]dello schema dell'onda[br]nella sua interezza,

0:01:24.022,0:01:25.782
soprattutto la sua lunghezza d'onda,

0:01:25.782,0:01:28.492
che è la distanza tra due[br]picchi adiacenti,

0:01:28.566,0:01:29.836
o due valli adiacenti.

0:01:30.082,0:01:32.492
Ma non possiamo assegnargli[br]una sola posizione.

0:01:32.618,0:01:36.018
Ha una buona probabilità di[br]trovarsi in molti punti diversi.

0:01:36.686,0:01:39.006
La lunghezza d'onda è essenziale[br]per la fisica quantistica:

0:01:39.006,0:01:42.226
la lunghezza d'onda di un oggetto[br]è collegata alla sua quantità di moto,

0:01:42.226,0:01:43.556
massa per velocità.

0:01:43.744,0:01:46.804
Un oggetto che si muove veloce ha[br]una grande quantità di moto,

0:01:46.913,0:01:49.623
il che corrisponde[br]a una lunghezza d'onda molto breve.

0:01:49.833,0:01:52.101
Un oggetto pesante ha [br]una grande quantità di moto

0:01:52.101,0:01:54.369
anche quando non si muove[br]molto velocemente,

0:01:54.369,0:01:56.638
il che implica, di nuovo, una [br]lunghezza d'onda molto breve

0:01:56.831,0:02:00.831
Ecco perché non notiamo la natura[br]ondulatoria degli oggetti quotidiani.

0:02:00.869,0:02:02.739
Se lanci una palla da baseball in aria,

0:02:02.795,0:02:04.196
la sua lunghezza d'onda [br]è un miliardesimo

0:02:04.196,0:02:06.846
di trilionesimo di trilionesimo[br]di metro,

0:02:06.846,0:02:09.206
decisamente troppo breve[br]per essere mai rilevato.

0:02:09.297,0:02:12.277
Invece le piccole cose, come gli atomi[br]o gli elettroni

0:02:12.277,0:02:13.867
possono avere lunghezze d'onda[br]grandi abbastanza

0:02:13.867,0:02:15.827
da essere misurate in [br]esperimenti di fisica.

0:02:16.049,0:02:19.569
Quindi, se abbiamo un'onda pura,[br]misuriamo la sua lunghezza d'onda,

0:02:19.569,0:02:22.559
e dunque la sua quantità di moto,[br]ma senza la sua posizione.

0:02:22.779,0:02:25.179
Possiamo conoscere esattamente[br]la posizione di una particella,

0:02:25.179,0:02:26.789
ma essa non ha una lunghezza d'onda,[br]

0:02:26.789,0:02:28.119
quindi non possiamo conoscere[br]la sua quantità di moto.

0:02:28.580,0:02:31.680
Per avere sia la posizione sia la [br]quantità di moto di una particella

0:02:31.680,0:02:33.590
dobbiamo fondere le due immagini

0:02:33.590,0:02:36.930
per creare un grafico che ha le onde,[br]ma solo in una piccola area.

0:02:37.136,0:02:38.576
Come possiamo realizzarlo?

0:02:38.576,0:02:40.846
Combinando le onde [br]con le diverse lunghezze d'onda,

0:02:40.846,0:02:43.076
il che vuol dire [br]dare al nostro oggetto quantistico

0:02:43.076,0:02:45.926
la possibilità di avere[br]diverse quantità di moto.

0:02:46.349,0:02:49.059
Quando sommiamo due onde,[br]scopriamo che ci sono dei luoghi

0:02:49.059,0:02:51.559
dove i picchi si allineano,[br]creando un'onda più grande,

0:02:51.559,0:02:55.239
e altri luoghi dove i picchi di una[br]riempiono le le valli di un'altra.

0:02:55.239,0:02:58.029
Il risultato ha aree dove[br]vediamo delle onde

0:02:58.029,0:03:00.229
separate da aeree di vuoto assoluto.

0:03:00.696,0:03:02.486
Se aggiungiamo una terza onda,

0:03:02.486,0:03:05.146
le aree dove le onde si annullano[br]diventano più grandi,

0:03:05.154,0:03:09.534
con una quarta aumentano ancora,[br]e le aree con le onde si fanno più strette.

0:03:09.757,0:03:13.027
Se continuiamo ad aggiungere onde,[br]possiamo creare un pacchetto di onde

0:03:13.027,0:03:15.637
con una ben distinta lunghezza [br]d'onda in una piccola area

0:03:15.684,0:03:19.974
Questo è un oggetto quantistico con [br]una natura sia di onda sia di particella,

0:03:20.153,0:03:23.193
ma per ottenere ciò,[br]dobbiamo perdere la certezza

0:03:23.193,0:03:25.483
sia della posizione[br]sia della quantità di moto.

0:03:25.483,0:03:27.933
Le posizioni non sono riconducibili[br]ad un singolo punto.

0:03:27.933,0:03:31.123
C'è una buona probabilità di trovarle[br]all'interno di un qualche intervallo

0:03:31.194,0:03:32.574
dal centro del pacchetto d'onda

0:03:32.574,0:03:35.194
ed otteniamo il pacchetto d'onda[br]sommando molte onde,

0:03:35.194,0:03:37.554
il che vuol dire[br]che c'è la probabilità di trovarla

0:03:37.554,0:03:40.824
con la quantità di moto corrispondente[br]ad una di queste.

0:03:41.142,0:03:44.582
Sia la posizione sia la quantità di moto[br]sono ora indeterminate,

0:03:44.582,0:03:46.312
e le indeterminazioni[br]sono connesse

0:03:46.342,0:03:49.212
Se si vuole ridurre[br]l'indeterminazione della posizione

0:03:49.212,0:03:50.918
creando un pacchetto [br]d'onda più piccolo

0:03:50.918,0:03:52.574
bisogna aggiungere più onde,[br]il che vuol dire ingrandire

0:03:52.574,0:03:54.592
l'indeterminazione della quantità di moto.

0:03:54.612,0:03:56.432
Se si vuole conoscere meglio[br]la quantità di moto

0:03:56.432,0:03:57.872
si necessita di un [br]pacchetto d'onda più grande

0:03:57.872,0:04:00.532
che vuol dire aumentare[br]l'indeterminazione della posizione

0:04:00.889,0:04:03.179
Questo è il Principio di [br]Indeterminazione di Heisenberg

0:04:03.179,0:04:07.839
formulato per la prima volta dal fisico[br]tedesco Werner Heisenberg nel 1927.

0:04:08.721,0:04:12.721
Tale indeterminazione non dipende da una buona o da una cattiva misurazione,

0:04:12.721,0:04:15.077
ma è il risultato inevitabile[br]derivante dalla combinazione

0:04:15.077,0:04:16.903
della natura di [br]particella e di onda.

0:04:16.903,0:04:20.401
Il Principio di Indeterminazione non è[br]solo un limite pratico in misurazione.

0:04:20.401,0:04:23.911
E' un limite sulle proprietà[br]che un oggetto può avere,

0:04:23.911,0:04:27.661
insito nella struttura fondamentale[br]dell'universo stesso.