Onde di materia: anche noi siamo onde!

28 Giugno, 2022
infografica descrittiva sulle onde di materia
la base di partenza per ipotizzare le onde di materia

La luce è un’onda, questo si sapeva fino ai primi del 900. Non solo la matematica di Maxwell lo confermava, ma anche esperimenti come quello di Young. Eppure, quella stessa matematica che fino a quel momento aveva funzionato, non riesce a spiegare né la catastrofe ultraviolettal’effetto fotoelettrico.

Planck prima ed Einstein a chiudere, risolvono questi dilemmi, ma per farlo devono rinunciare al concetto acclarato LUCE = ONDA per passare a LUCE = particelle battezzate fotoni.

Le fondamenta della fisica traballano. E mentre si cerca di capire perchè la luce alle volte sembri un’onda e alle volte sembri fatta di sferette, un laureando francese scrive la sua tesi.

Louis De Broglie, un nobile francese di famiglia aristocratica (i suoi antenati risalivano fino a Luigi XIV), nel 1924 si trova a dover scrivere la sua tesi di dottorato. Era affascinato dal fatto che la luce mostrasse alcune volte una natura ondulatoria e altre una natura particellare.

Fu così tentato da una similitudine accattivante: se la luce, che pensavamo fosse un’onda, in realtà è anche particella, non potrebbe essere che anche le particelle di materia vere (elettroni, atomi, palloni, persone…) abbiano natura ondulatoria? Le battezzò onde di materia.

L’idea era affascinante ma decisamente troppo rivoluzionaria. Il suo dottorato rimase in forse e solo l’intervento di un tale Einstein lo salvò.

l'ipotesi delle onde di materia
la prova dell'esistenza delle onde di materia

Il lavoro di De Broglie non passò inosservato ed i fisici cominciarono a capire come verificare se anche la materia “solida” ed ordinaria avesse una natura ondulatoria. La risposta fu facile: l’esperimento della doppia fenditura, ma anzichè farlo sparando singoli fotoni, l’avrebbero fatto con singoli elettroni, che per quanto piccola, una massa la hanno (a differenza dei fotoni che, essendo luce, non hanno massa).

E cosí spararono un elettrone alla volta verso una barriera con 2 fessure, oltre la quale un’altra barriera avrebbe registrato il punto di arrivo dell’elettrone.

Gli elettroni, dotati di massa, facevano interferenza tra di loro mostrando una natura ondulatoria. De Broglie aveva ragione. Anche la materia regolare ha una natura ondulatoria: le onde di materia.

Perchè non ce ne accorgiamo nella vita di tutti i giorni di queste onde di materia? Perchè sono tanto più evidenti quanto più il corpo è piccolo: alla scala di un elettrone ne possiamo vedere gli effetti, ma alla nostra no. Ma il fatto che non ce ne accorgiamo non vuol dire che non ci siano.

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VERBA VOLANT, S.C.R.I.P.TA. MA(YO)NENT

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