Fisica quantistica

Questo testo è una breve introduzione alla cosiddetta "vecchia teoria dei quanti", cioè all'insieme di idee, ipotesi e modelli che portarono alla nascita della moderna Meccanica Quantistica. Il testo è stato scritto con un duplice scopo: da una parte, fornire allo studente che inizia a studiare Meccanica Quantistica una breve panoramica delle problematiche e delle idee che hanno portato alla formulazione di questa nuova meccanica; dall'altra, offrire allo studente più esperto l'occasione per riflettere sui problemi che hanno generato la teoria, alla luce di quanto appreso nei sui studi.

Tempo, spazio e materia appaiono generati da un pullulare di eventi quantistici elementari. Comprendere questa tessitura profonda della realtà è l'obiettivo della ricerca in gravità quantistica, la sfida della scienza contemporanea dove tutto il nostro sapere sulla natura viene rimesso in questione. Carlo Rovelli, uno dei principali protagonisti di questa avventura, conduce il lettore al cuore dell'indagine in modo semplice e avvincente. Racconta come sia cambiata la nostra immagine del mondo dall'Antichità alle scoperte più recenti: l'evaporazione dei buchi neri, l'Universo prima del big bang, la struttura granulare dello spazio, il ruolo dell'informazione e l'assenza del tempo in fisica fondamentale. L'autore disegna un vasto affresco della visione fisica del mondo, chiarisce il contenuto di teorie come la relatività generale e la meccanica quantistica, ci porta al bordo del sapere attuale e offre una versione originale e articolata delle principali questioni oggi aperte. Soprattutto, comunica il fascino di questa ricerca, la passione che la anima e la bellezza della nuova prospettiva sul mondo che la scienza svela ai nostri occhi.

Il volume introduce il lettore alla meccanica quantistica con un metodo espositivo che ne sottolinea il carattere di settore fondamentale della fisica teorica. L'accento è posto sui principi della meccanica quantistica e sui suoi metodi, mentre vengono sviluppate solo applicazioni elementari. La trattazione si sviluppa nel modo seguente: i richiami di meccanica analitica; nascita della fisica quantistica; principi della meccanica quantistica; energia ed impulso; equazione di Schroedinger; momento angolare; moto in un campo di forze centrali; particelle identiche; teoria degli urti. Completano il primo volume una decina di appendici a carattere matematico, circa 70 esercizi con soluzione, altrettanti problemi e numerosi esempi.

La teoria dei quanti rappresenta, ancora oggi, uno dei più eccitanti orizzonti della fisica

La fisica quantistica è la più solida base delle nostre conoscenze

La vita di Erwin Schrödinger, premio Nobel per la Fisica nel 1933, autore del famoso esperimento mentale in cui un gatto - vivo e morto allo stesso tempo rivela la natura paradossale della meccanica quantistica, merita davvero di essere raccontata. Nel 1906, quando Schrödinger fece il suo ingresso all'università, Einstein aveva già pubblicato i suoi articoli rivoluzionari sulla relatività, e una nuova generazione di scienziati, fra i quali Werner Heisenberg, Paul Dirac e Niels Bohr, stava per fare il suo ingresso nella storia. In questa biografia, John Gribbin ci conduce nel cuore della rivoluzione quantistica. Con maestria e garbo, ci narra la storia della vita incredibilmente affascinante e singolare di Schrödinger, fisico geniale e impenitente seduttore, che si presentò all'Università di Oxford, per un colloquio, con la moglie e l'amante. Il racconto della vita di Schrödinger e della sua celebre equazione d'onda quantistica permetterà ai lettori di immergersi in uno dei periodi più fertili e creativi dell'intera storia della scienza.

Interferenza di elettroni singoli: è stato giudicato "l'esperimento più bello" nella storia della fisica

Il libro ci conduce nel mondo delle particelle fondamentali. L'autore ci mostra come in realtà esse siano fatte di luce e, seguendole nel loro apparire e scomparire, come si spostano nel tempo formando anelli sia verso il futuro che verso il passato e torsioni nello spazio da cui appare il nostro mondo quotidiano di materia ed energia. L'ordine di Dio "E la luce sia" assume ora un nuovo significato: tutto è fatto di luce, noi siamo fatti di luce e l'universo è uno spettacolo di luci su larga scala. L'autore conclude con la sua stupefacente intuizione asserendo che queste nuove idee possono darci un'idea della "mente di Dio". Scienza e spiritualità si incontrano. Lo stile e le illustrazioni di Wolf ci conducono attraverso una comprensione concettuale di come il tempo si avvolga ad anello su sé stesso e lo spazio si torca. Scritto nel linguaggio quotidiano e servendosi di semplici esempi matematici, questa opera spiega alcune delle più recenti e migliori idee che la fisica quantistica ha da offrire.

In "Perché E=mc2?" Brian Cox e Jeff Forshaw hanno portato i lettori alla frontiera della scienza del ventunesimo secolo per sp

Questo testo di meccanica quantistica ha origine dalle lezioni tenute nel corso degli anni a studenti del quarto anno, e poi della laurea specialistica, del Dipartimento di Matematica dell'Università di Roma La Sapienza. È stato di spunto per seminari e lezioni agli studenti della Scuola di Dottorato in Matematica della Università di Roma La Sapienza e agli studenti di Dottorato in Matematica del settore di Fisica Matematica della Sissa di Trieste. L'autore vi ha cercato di delineare una presentazione che, senza togliere alla precisione matematica, facesse cogliere la struttura concettuale e l'unità della teoria. La meccanica quantistica che viene descritta in questo libro è la meccanica quantistica non-relativistica formulata nelle sue parti essenziali da De Broglie e soprattutto Schrödinger da un lato, e da Born, Heisenberg e Jordan dall'altro, con contributi importanti di Dirac e Pauli. In questo secondo volume vengono affrontati argomenti quali la funzione di Wigner, gli operatori compatti, i potenziali periodici, la formula di Feymann-Kac, elementi di teoria dello scattering e forma di Dirichlet.

Tutti hanno sentito parlare, ai tempi della scuola, dell'atomo di Bohr. Ma pochi sanno che, durante la guerra, il suo inventore rischiò la vita traversando la Manica nascosto nel vano bombe di un aereo. Questo fumetto dimostra come la vita di un fisico teorico possa essere parecchio movimentata, soprattutto se quel fisico è il danese Niels Bohr: non solo il padre della meccanica quantistica, ma una tra le figure più importanti del XX secolo. Aiutò Fermi a scappare dall'Italia, tanto i nazisti quanto i sovietici volevano rapirlo, Churchill lo considerava l'uomo più pericoloso nel gruppo che costruì la bomba atomica. Lo si potrà vedere battagliare con quel cocciuto di Einstein, alle prese con quell'impertinente di Heisenberg e quel maleducato di Pauli. Avrete le vertigini - perché non si può parlare di meccanica quantistica senza averle - ma vi farete anche un sacco di risate: dopo tutto, lo "spirito di Copenaghen" era anche questo. Prefazione di Fabio Toscano.

Questo libro presenta una nuova introduzione ai principi della meccanica quantistica e alle sue applicazioni più semplici. La meccanica quantistica governa il mondo microscopico e, di conseguenza, è alla base della fisica contemporanea, dalla fisica delle particelle elementari alla fisica atomica, nucleare, molecolare e alla fisica di materia condensata, dall'astrofisica alla cosmologia. Ma è anche alla base di campi quali la biofisica, la genetica, le neuroscienze, la micro- o la nano-tecnologia, il quantum computing, la crittografia quantistica: la sua presenza permea il nostro mondo quotidiano, dal lettore CD ai transistors. Le leggi eleganti della meccanica quantistica, con i loro aspetti sottili e le loro conseguenze, sono introdotte e illustrate in modo elementare, con molti esempi e problemi, risolti analiticamente o numericamente. Questo libro presenta diverse novità rispetto ai libri tradizionali sull'argomento, sia nell'approccio didattico sia nella scelta degli argomenti trattati. Nel CD che accompagna il testo, si trovano numerosi problemi risolti, presentati come notebook di Mathematica, che il lettore può leggere, eseguire, modificare, generalizzare e applicare ad altri problemi ancora, a suo piacere. Questo primo volume è appropriato per studenti del terzo anno del nuovo corso triennale in fisica.

Paul Dirac (1902-1984), detto "il taciturno", era una figura dalle mille contraddizioni, che dovevano fare di lui l'uomo più strano del secolo: impacciato nella conversazione e mirabile nell'esposizione scientifica, timido con le donne e insieme capace di lasciarsi attrarre dal fascino femminile, rigoroso con colleghi e studenti e intanto appassionato di Topolino, freddo "come un ghiacciolo", ma anche pronto a battersi fino all'ultimo in difesa dei propri amici. Questo era "il fisico più bizzarro del mondo", colui che ha ricostruito l'intero edificio della meccanica quantistica, ha "inventato" l'antimateria prima di qualsiasi conferma sperimentale, ha ripensato insieme la fisica del molto grande e del molto piccolo aprendo nuovi orizzonti nella comprensione dell'Universo. E tutto ciò, come lui stesso amava ripetere, "lasciandomi prendere per mano dalla matematica".

"Chiunque non ne resti sconvolto incontrandola per la prima volta evidentemente non l'ha capita" diceva della meccanica quanti

Nel 1984, Sven Ortoli e Jean-Pierre Pharabod pubblicavano "Il cantico dei quanti", salutato all'epoca come uno dei libri più f

Il volume raccoglie una selezione di problemi assegnati nei corsi di meccanica quantistica non relativistica previsti per la laurea in fisica presso l'Università degli studi di Parma. Gli oltre 300 problemi sono divisi in undici capitoli tematici, all'interno dei quali è possibile individuare vari livelli di difficoltà, per studenti della laurea triennale, della magistrale e del dottorato di ricerca. L'attenzione nei confronti di una sua ampia funzione pedagogica ci ha portato a dividere il volume in tre parti, problemi, risposte/suggerimenti e soluzioni, per guidare lo studente verso un approccio autonomo e progressivo: risolvere il problema, controllare la risposta, consultare la soluzione. Le soluzioni sono sempre state oggetto di discussione in aula; contengono quindi anche le risposte ai dubbi e alle perplessità degli studenti e sono spesso più estese di quanto richiesto dalla semplice prova d'esame. Si è aggiunta un'ampia appendice teorica da utilizzare per consultazione e per omogeneizzare le notazioni, non certo per sostituire un buon testo organico.

Tra gli argomenti trattati: le simmetrie dello spazio-tempo; la particella libera classica; teoria lagrangiana dei campi; quantizzazione dell' equazione di klein gordon; quantizzazione del campo elettromagnetico; l'equazione di di Dirac; i propagatori dei campi liberi; interazioni; evoluzione nel tempo dei sistemi quantistici; teoria relativistica delle perturbazioni...

L'autore di "L'universo elegante" e "La trama del cosmo" affronta la domanda delle domande: il nostro è l'unico universo? Un t