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Meccanica quantistica, caos e sistemi complessi

Lorenzo Maccone, Luca Salasnich

Meccanica quantistica, caos e sistemi complessi

Fisica moderna

a cura di: Gianluca Introzzi

Edizione: 2008

Ristampa: 1^, 2009

Collana: Manuali universitari (71)

ISBN: 9788843047253

  • Pagine: 216
  • Prezzo:21,50 18,27
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In breve

La meccanica quantistica è la strana teoria che governa l’universo. Per comprenderla bastano poche e semplici nozioni di matematica, nonostante le esposizioni tradizionali tendano a nasconderla dietro astrusi tecnicismi. Questa presentazione, semplice ma rigorosa e moderna, permette l’analisi di fenomeni tra i più “pittoreschi" della fisica, come il gatto di Schrödinger, il principio d’indeterminazione, la non-località e il teletrasporto. La meccanica quantistica gioca un ruolo fondamentale anche nella dinamica caotica e nella comprensione dei sistemi complessi. La teoria del caos mostra come persino un sistema fisico deterministico possa risultare impredicibile, mentre la teoria  della complessità evidenzia come alcuni fenomeni complessi, quali la superconduttività e la superfluidità, possono emergere solo dall’interazione coerente delle componenti microscopiche del sistema.

Indice

Premessa, di Gianluca Introzzi
Parte prima. Meccanica quantistica: un approccio contemporaneo, di Lorenzo Maccone
1. Le regole del gioco: i postulati della meccanica quantistica
Cos’è un sistema formale?/Postulato degli stati/Postulato dei sistemi composti/Postulato di evoluzione/Evoluzione di stati misti/Postulato di misura/Collasso della funzione d’onda/ Principio di corrispondenza
2. “Paradossi" quantistici
La decoerenza: una giustificazione del postulato di misura?/Il gatto di Schrödinger/"Principio" di indeterminazione/La svista di Heisenberg/Relazioni di indeterminazione/“Principio" di complementarità/Visione al buio quantistica/Esperimenti a scelta posticipata: viaggio nel tempo?/La misura è irreversibile? Il quantum erasure/Meccanica quantistica e causalità/Principio di causalità/Non-località einsteiniana e non-località causale/Entanglement: super-correlazioni quantistiche/“Paradosso? EPR/Le disuguaglianze di Bell: il fallimento del sogno di Einstein/Il teorema GHZ: misure non compiute non hanno risultato
3. Tecnologie quantistiche e nuove teorie dell’informazione
Informazione quantistica e teletrasporto/Crittografia quantistica: segreti inviolabili/Computazione quantistica/Metrologia quantistica
4. Conclusioni della parte prima
5. Appendici della parte prima
A. Vettori e matrici: Il formalismo di Dirac
B. Numeri complessi
C. Cos’è un bit?
Parte seconda. Caos in meccanica classica e quantistica,di Luca Salasnich
6. Il determinismo
7. Dal determinismo meccanicista al caos deterministico
Meccanica newtoniana e meccanica analitica/Poincaré e il caos deterministico/La riscoperta del caos: da Fermi al cray
8. Sistemi dinamici e caos
Sistemi dinamici e gerarchia del caos/Sistemi hamiltoniani integrabili e quasi integrabili/Caos e meccanica quantistica
9. Conclusioni della parte seconda
Parte terza. sistemi complessi e fenomeni quantistici macroscopici di Luca Salasnich
10. Riduzionismo e complessità
11. Lo scontro tra energetismo e meccanicismo
Termodinamica/Teoria cinetica dei gas di Maxwell e Boltzmann/Meccanica statistica di Gibbs
12. Fenomeni emergenti: Landau e il parametro d’ordine
Transizioni di fase del primo e del secondo ordine/Le transizioni di fase secondo Landau/Fenomeni critici e leggi di potenza
13. Fenomeni quantistici macroscopici
Degenerazione e statistiche quantistiche/ Condensazione di Bose-Einstein/Superfluidità/ Superconduttività
14. Conclusioni della parte terza
Ringraziamenti
Bibliografia
Indice analitico