Page 155 - Un fisico in salotto

Il Principio di indeterminazione

Abbiamo detto poco fa che un modo per ridurre la perturbazione che accompagna
l’osservazione di un oggetto, piccolo o grande che sia, è quello di illuminarlo con un
piccolo numero di fotoni che ne altera dunque la velocità soltanto un poco. Ma esiste
anche una seconda possibilità. Precisamente, si può continuare a inviare anche una
grande quantità di fotoni, ma si può fare in modo di diminuire l’energia di ciascun

fotone.
Torniamo all’esempio della boccia e alla possibilità di determinarne la traiettoria
colpendola con altre bocce per vedere dove avviene l’urto. Pensando a tale urto,
abbiamo forse pensato a un impatto piuttosto violento. Ma adesso pensiamo alle
bocce, che abbiamo inviato come proiettili contro la nostra boccia principale,
lanciate in modo da sfiorarla solamente.
Ecco che questa ‘carezza’ stavolta perturba pochissimo la nostra boccia.

Tornando all’elettrone, è possibile allora ‘sfiorarlo’ leggermente con i fotoni
inviando un raggio luminoso che introduca così soltanto una piccolissima
perturbazione alla sua velocità? La risposta è sì. Per fare ciò, la fisica ci insegna che
la luce da inviare deve essere una luce di bassa frequenza, che trasporta piccole
quantità di energia.
Sentiamo spesso parlare di frequenza a proposito delle trasmissioni radio o

televisive, con relative questioni di assegnazione delle frequenze a questa o quella
emittente.
Ebbene la luce si comporta come una qualsiasi altra onda elettromagnetica, radio
o televisiva che sia. Le basse frequenze sono quelle generalmente utilizzate nelle
trasmissioni radiofoniche. Noi non possiamo vedere la luce emessa da un’antenna
radio trasmittente semplicemente perché i nostri occhi non sono sensibili a quelle
frequenze, un po’ come le nostre orecchie non sono sensibili a suoni che hanno una

frequenza acustica troppo bassa.
D’altro canto, come le nostre orecchie non avvertono gli infrasuoni, altrettanto
esse non avvertono gli ultrasuoni, che stavolta hanno una frequenza troppo elevata
per essere uditi.
In assoluta analogia, i nostri occhi sono insensibili non soltanto alle onde radio e a

quella che chiamiamo radiazione infrarossa, ma anche a luce di alta frequenza che
chiamiamo radiazione ultravioletta. L’occhio è sensibile soltanto a radiazioni di
frequenza compresa in un intervallo piuttosto ristretto che compete a quella che
definiamo appunto ‘luce visibile’.
Frequenze maggiori di quelle dei raggi ultravioletti sono quelle dei raggi X, che
sono prodotti in uno studio di radiologia. Ciò significa che i raggi X hanno energie
ancora maggiori e che, più che una perturbazione, possono produrre un vero e
proprio danno al nostro organismo.

Se vogliamo ‘sfiorare’ un elettrone è quindi meglio mettere da parte i raggi X e
anche la luce visibile: le onde radio sembrano le più adatte.
A questo punto, però, si pone un altro problema. Ascoltando un programma