venerdì, luglio 29, 2016

L'effetto tunnel

Non è la reazione delle comunità locali alla costruzione di qualche galleria montana, bensì uno dei bizzarri comportamenti delle particelle che è alla base della elettronica moderna: è il cosiddetto "effetto tunnel". Una particella che non dovrebbe possedere l'energia necessaria per oltrepassare una barriera, finisce a volte per farcela e trovarsi dall'altra parte. La spiegazione quantistica è che la particella può prendere in prestito l'energia mancante dal vuoto, a patto che in un tempo infinitesimamente piccolo la restituisca. Difficile da immaginare vero?

L'analogia con la meccanica classica è quella di una palla che deve attraversare un muro, il che sembra al quanto improbabile, anche scagliando la palla milioni di volte contro lo stesso muro (vi assicuro che qualcuno deve sicuramente averci provato); il fatto però che nel mondo delle particelle non ci sono veri e propri muri ma piuttosto campi di energia e, come ripetuto più volte, le palle sono oggetti particolari, dei pacchetti che possono somigliare ad una biglia od a un onda, dipende da come li analizziamo.
Quindi se proprio dobbiamo cercare un immagine per visualizzare l'effetto tunnel nel nostro mondo macroscopico sceglierei qualcosa di più adeguato: un potente ma breve suono potrebbe rappresentare la nostra particella, mentre una parete isolata sarebbe la nostra barriera di energia; se spariamo il suono in direzione della parete sicuramente una buona parte dell'onda sonora verrà riflessa e sentiremo una sorta di echo. Una certa frequenza che compone l'onda però potrebbe avere energia necessaria per passare la barriera e quindi riusciremmo a rilevare il suono dall'altra parte; se pensiamo alle particelle come ad un pacchetto d'onda non è così incredibile pensare che alcune delle frequenze che compongono il pacchetto possiedano l'energia per oltrepassare l'ostacolo (anche se all'interno del pacchetto fanno a media con le altre energie).
Certo lo so, è la solita semplificazione di un fenomeno più imperscrutabile e misterioso che affonda la sua origine alla radice dei segreti della meccanica quantistica, ma sono sempre convinto che il potere delle immagini e la suggestione delle similitudini possa renderci meno ostica la comprensione di fenomeni che altrimenti sarebbero da classificare come inspiegabili.
Per fare ciò dobbiamo abbandonare la visione degli oggetti, tutti gli oggetti, come di pezzi rigidi di materia, e sostituirla con quella più impercettibile ma più realistica di ammassi di onde vibranti, che poi non sono altro che l'energia che costituisce e forma quello che noi percepiamo come massa.
Infatti, allo stesso modo con cui possiamo rilevare il suono del precedente esempio che attraversa il muro, tramite un microfono per poi riprodurre un click (o accendere una lampadina), così noi percepiamo gli ammassi di onde che ci circondano (gli oggetti) con un colore, una temperatura, una sensazione tattile, un click che ci dice che tali oggetti sono "materia": la realtà fisica è lontana dalla realtà percepita, e la distanza aumenta mano a mano che le dimensioni diminuiscono, fino ad arrivare alla inconfutabile oggettività di un mondo fatto di onde più o meno impacchettate a formare la materia che vediamo intorno a noi.
Ciò che proprio non sappiamo ancora è di che cosa è composta quella enorme fetta di universo che comunque ci sta intorno e che chiamiamo oscura, materia ed energia di cui percepiamo la presenza solo indirettamente: io non so voi ma potrei scommettere che si tratta sempre e comunque di onde.
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