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3/11/16

I Papalli nel Mondo Subatomico (4): Onda su Onda e la Favola delle probabilità

Finora Richard il quantico si era ben guardato dal dire qualcosa e non aveva obiettato quando i papallini avevano paragonato le onde del mare al comportamento di Flash il fotone.. (qui )

Ma la stessa storia può essere raccontata anche in modo diverso...

Richard sa bene che nel mondo subatomico, i suoi abitanti, le particelle, sono imprevedibili e che certi comportamenti sono figli di questa loro naturale caratteristica....perciò ha deciso di raccontare la “Favola delle probabilità”, che a suo avviso potrebbe essere utile per intuire l'imprevedibile natura delle particelle.

Era una calda giornata su Papalla e dopo una lunga camminata PapalSempliciotto era casualmente finito proprio dove non voleva: in mezzo all'incrocio dalle mille vie.

PapalSempliciotto aveva davanti a se tantissime possibilità e non sapeva proprio quale percorso scegliere.

01 l'incrocio dalle mille vie
Figura 1 :L'incrocio dalle mille vie

Alla fine PapalSempliciotto si decide e comincia a percorrere una delle tante strade che partono dall'incrocio.

Nel frattempo PapalMafalda è da ore che attende l'arrivo di Papalsempliciotto, ma non ha alcuna idea quale tra le mille vie ha scelto di percorrere il suo amico ed il grande incrocio è troppo lontano per essere visibile.

Per PapalMafalda è impossibile sapere dove si trova esattamente il suo amico...

Lui potrebbe trovarsi ad una certa distanza dall'incrocio, quella che la sua velocità gli consente di percorrere in un certo tempo, ma in una qualunque delle vie che partono dall'incrocio.

La favola, però, avverte Richard, ha due finali completamenti diversi e contrapposti.

Nel primo, casualmente, PapalSempliciotto sceglie una delle strade che portano verso PapalMafalda.... così dopo un po' di tempo, PapalMafalda riesce a vedere in lontananza PapalSemplicotto, ed ora non ha più alcun dubbio... fortunatamente ha scelto il percorso giusto, tra i tanti percorsi possibili.

Nel secondo, casualmente, PapalSempliciotto sceglie una delle strade che portano altrove.... così, dopo un po' di tempo, PapalMafalda chiama i soccorsi e si diramano le ricerche per trovare il povero disperso PapalSempliciotto.

02 Un Finale esclude l'altro
Figura 2: Un Finale esclude l'altro

Entrambi i finali sono plausibili... e mentre PapalSempliciotto compie il suo tragitto nessuno può dire quale percorso ha scelto e dove si trova davvero... solo quando lui viene avvistato da PapalMafalda oppure quando non arriva più a destinazione vi è la certezza di quale dei due possibili finali si è realizzato ed uno esclude automaticamente l'altro.

Se PapalSempliciotto arriva da PapalMafalda, non può essersi perso imboccando una delle strade sbagliate, se invece si è perso non può essere arrivato da PapalMafalda.

Questa favola sembra calzare a pennello con il racconto di Flash il fotone, esclama Richard il quantico.

Anche lui quando parte potrebbe andare in qualunque direzione.

03 IL fotone e La Scelta
Figura 3: le possibili scelte di Flash il fotone

Mentre viaggia potrebbe aver preso una qualunque direzione. Quale, nessuno lo sa!

L'unica cosa che si conosce è che  viaggia sempre alla stessa insuperabile velocità (quella della luce ovviamente).

Figura 4: l'onda di probabilità del fotone

Quell'onda rappresenta tutte le possibili posizioni del nostro sfuggente Flash il fotone mentre si allontana dal punto di partenza..

Se casualmente Flash il fotone decide di andare a giocare con PapalMafalda, si realizza il primo finale dal lieto fine.

05 Fiinale 1 fotone
Figura 5: Primo Finale Possibile di Flash il fotone

Quando Flash il fotone raggiunge PapalMafalda, non c'è più alcun dubbio che Flash il Fotone in quell'istante si trova lì e come prima un finale esclude l'altro: se Flash il Fotone è lì non può essere altrove, non c'è più alcuna onda dove è più probabile trovarlo, c'è la certezza che Flash il fotone sta giocando con PapalMafalda...

Quell'onda dove era probabile trovare Flash il Fotone è durata per tutto il suo viaggio, ma quando lui ha iniziato a giocare con PapalMafalda l'onda è svanita, insieme alle probabilità che lui possa trovarsi altrove...

Se casualmente, Flash il fotone decide di ignorare PapalMafalda, si realizza il secondo possibile finale.

Figura 6: Secondo finale Possibile di Flash il fotone

PapalMafalda non può sapere dove si trova Flash il Fotone, lui potrebbe aver preso una direzione qualunque, può solo immaginarlo come un'onda che rappresenta tutte le probabili posizioni del nostro sfuggente Flash il fotone mentre si allontana dal punto di partenza.. e non si tratta solo di ciò che suppone PapalMafalda, ma di un vero e proprio comportamento che caratterizza gli abitanti del mondo subatomico, le particelle, che possono comportarsi come onde... un comportamento che avremo modo di conoscere meglio nei prossimi racconti e che sarà capace di produrre spettacolari giochi di prestigio..

Animazione: Onde di Probabilità

Richard il quantico, prima di proseguire con la favola, ci tiene a precisare che nel mondo subatomico non è solo Flash il fotone che ha la sua onda di probabilità (dove è più probabile trovarlo),  ma anche gli altri abitanti, le particelle, hanno le loro onde di probabilità.

Ad esempio anche Trone l'elettrone, quando è libero da qualunque legame, potrebbe scegliere di andare in una direzione piuttosto che un'altra, proprio come ha fatto Flash il Fotone...

Di nuovo, come prima, mentre Trone l'elettrone è in viaggio, PapalMafalda non sa dove si trova, può solo immaginarlo come un'onda che rappresenta tutte le probabili posizioni dello sfuggente elettrone, mentre si allontana dal punto di partenza..

PapalMafalda, però, ha uno speciale strumento che emette un bip quando un elettrone gioca con lui, per cui se Trone decide di passare di lì, lei può accorgersene..

Proprio come prima, anche se è cambiato l'attore protagonista, la favola ammette due possibili finali...

Figura 7: Doppio Finale per Trone l'elettrone

Anche Trone ha la sua onda di probabilità...

Quando Trone ha deciso di giocare con il rilevatore di PapalMalfalda, per un'istante si trova lì e ciò annulla ogni altra possibilità che possa trovarsi altrove, per cui quell'onda di probabilità scompare, ma un'istante dopo lo sfuggente Trone, non si sa più dove si trovi esattamente...

D'altronde la scorsa volta (qui) Tony il protone era stato chiaro, nel mondo subatomico vige il proverbio conosciuto anche dei terricoli come “Principio di indeterminazione di Heisenberg”: più tenti di conoscere dove si trovano in certo istante Ella o Trone, o altre particelle in rapido movimento, più diventa difficile sapere qual è la loro traiettoria e la loro velocità... e viceversa...

Magari Trone ha deciso di accasarsi con qualche Tony protone all'interno del rilevatore di PapalMalda.... e stanno giocando insieme all'atomo, per cui probabilmente si trova da qualche parte del suo orbitale, del guscio che ha contribuito a realizzare intorno al nucleo.

Trone, però, ci tiene a precisare che lui non è così veloce come Flash il fotone e che anche se è leggerissimo lui una massa ce l'ha e deve portarsela dietro.

Noi elettroni, dice Trone, quando vaghiamo liberi, non viaggiamo tutti alla stessa velocità.... ci sono alcuni che viaggiano velocissimi quasi quanto Flash il fotone, loro hanno davvero energia da vendere, così come ci sono quelli un po' meno prestanti, un po' più fiacchi e meno energetici... tutti comunque amiamo il movimento...

Un attimo, un attimo, dice Richard il quantico, la favola delle probabilità non è certo finita qui...

Su Papalla non si arrendono così facilmente...

Per evitare che PapalSempliciotto si perda di nuovo, PapalMafalda ha posizionato delle carote, di cui il suo amico è ghiotto, sul percorso che dall'incrocio dalle mille vie conduce fino a lei.

Sicuramente, pensava PapalMafalda, le lusinghe aiuteranno PapalSempliciotto a scegliere tra tutte quelle possibilità, tra tutte quelle strade, quella che gli consente di raggiungerla.

Ed in effetti il sistema sembra funzionare...

Figura 8: Condizioni e Ampiezza Probabilità

Giorno, dopo giorno il sistema escogitato da PapalMafalda sembrava funzionare e ormai si era convinta che non c'era nessuna onda di probabilità.

PapalSempliciotto grazie alle invitanti carote faceva sempre la stessa scelta, imboccando la strada che lo conduceva da PapalMafalda .

Un giorno, però, PapalSemplicotto si alza con un terribile mal di pancia causato da un indigestione di carote.

Quando giunge all'incrocio dalle mille vie, la vista delle carote gli produce una terribile nausea e corre via in direzione opposta...

Figura 9: Bassa Probabilità non significa che non può avverarsi

Accidenti, esclama PapalMafalda, PapalSempliciotto si è perso di nuovo, nonostante le lusinghe...

Nei giorni successivi, passato il mal di pancia, tutto era tornato alla presunta normalità e PapalSempliciotto imboccava sempre la solita strada che lo conduceva da PapalMafalda.

Lei, si ripeteva, sarà stato un caso che PapalSempliciotto si è perso, ma...

Il giorno seguente PapalMafalda sparge le solite carote, ma sniffi sniffi la capretta, che proprio oggi aveva inusualmente deciso di pascolare da quelle parti non poteva certo farsi sfuggire quelle prelibate carote.... e PapalSemplicotto si perde di nuovo..

Figura 10: Anche se la probabilità è bassa PapalSempliciotto può perdersi...

PapalMafalda è costretta ad ammettere che nonostante le appetitose carote, finché PalapalSempliciotto non compare c'è sempre qualche probabilità che lui si perda.

Finchè lui non compare non vi è certezza che abbia davvero scelto la strada che conduce da PapalMafalda, lui potrebbe per qualche motivo aver preso una qualunque delle mille vie che partono dall'incrocio.

Certo le appetitose carote non sono inutili, poiché rendono altamente probabile che PapalSempliciotto possa scegliere il percorso che lo porta da PapalMafalda, ma non possono impedire che, seppur con minore probabilità, ogni tanto, PapalSempliciotto decida di imboccare una strada diversa.

Qualcosa di simile è ciò che accade qui nel Mondo Subatomico, gridano in coro tutte le particelle...

Quando Ella o Trone cedono alle lusinghe di Tony il Protone insieme possono costruire un atomo (qui), ma c'è sempre la possibilità che Ella o Trone scelgano di non accasarsi e proseguire liberi per la loro strada.

Solo quando si accasano non vi è più alcuna possibilità che siano andati per la  loro strada o viceversa..

Se si accasano, poi, loro  si trovano da qualche parte dell'orbitale, del guscio (che strane forme  può assumere la loro onda di probabilità..).

Cosa dire poi di Tony Protone e di Neutro Neutrone che bisogna convincerli a convivere nel nucleo con i loro fratelli?

Lì come lusinghe si usano la musichetta pressurizzata, il calore delle stelle, una buona bibita energetica (qui )... ma c'è sempre qualche possibilità che i litigiosi fratelli non cedano alle lusinghe...

Ed anche Flash il fotone può decidere di giocare con qualche elettrone, oppure di ignorarlo... e poi anche i fotoni hanno le loro preferenze...

La Favola delle probabilità ora si è davvero conclusa, insieme ai paragoni usati da Richard il quantico per cercare di mostrare l'imprevedibile comportamento delle particelle.

Ella, Trone, Tony, Neutro, Flash hanno dimostrato di essere davvero imprevedibili!

La loro posizione mentre viaggiano può solo essere stimata, assimilandola a quella dei surfisti che cavalcano onde di probabilità... probabilità che possono crescere, ampliarsi, quando le lusinghe sono quelle “giuste”, oppure che possono ridursi, perdendosi in infinite combinazioni, capaci di far emergere, di rendere possibile, seppur raramente, anche ciò che sembra altamente improbabile...

Nel Mondo Subatomico, anche ciò che potrebbe sembrare impossibile, improbabile, prima o poi potrebbe accadere...

Siamo molto democratici da queste parti, dice Ella... e per quanto piccola possa essere una probabilità, prima o poi, anche questa ha il  diritto di realizzarsi.

PapalPierino, che finora era rimasto in silenzio, come al solito ha la sua domanda da porre: ma cosa se ne fanno Flash il fotone ed Ella e Trone gli elettroni di tutta quella Energia?

Noi veramente caro PapalPierino con tutta quella Energia, come dici tu, giochiamo insieme... ma di questo ne parleremo nel prossimo racconto: "Gli Energetici giochi tra fotoni e elettroni".

Rimanete sintonizzatiFoto di Gruppo 3

 

 

2 commenti

  1. Gianni Bolzonella

    A me l'onda delle particelle mi fa venire in mente il fulmine,che dopo essersi formato diventa,semplificando,energia diffusa nello spazio,poi quando trova le condizioni fisiche giuste ma non sempre prevedibili,si scarica su un punto preciso.

  2. Paolo

    Un'immagine suggestiva, Gianni, quella dei fulmini... in fin dei conti se un temporale ci sorprende durante una camminata, siamo in balia delle onde di probabilità... dove comparirà?

    Paolo

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