Trail-O Cup 2011 Varaždin Croazia

28-08-2011 Trail-O Cup 2011 Varaždin Croazia

Luce di tanti colori, ognuno con un'intensità diversa

Oliver tira fuori il muso infangato dalla tana di talpa sulla quale è rimasto concentrato nell'ultimo quarto d'ora. Mi guarda come se si accorgesse improvvisamente della mia presenza dopo anni di indifferenza, e mi fa: "Dì un po', ti ricordi l'ultima volta che abbiamo parlato di fisica? Io ero un po' preoccupato per la storia del buco nero, e tu mi hai spiegato un po' di probabilità, e raccontato di draghi nella cuccia e di biscotti che potrei avere oppure no. A un certo punto hai pure accennato alla possibilità che, per uno strano fenomeno chiamato tunnel quanto-non-mi-ricordo-bene, io e te saremmo potuti finire al centro della terra morendo di una morte atroce. Dicevi che era un evento mooolto improbabile, ed in ogni caso io ero pronto a seguirti (a patto che avessi quantità sufficienti di biscotti in tasca, ma quel giorno uscendo di casa mi sembrava avertene visto prenderne una bella manciata). Poi però ci ho ripensato" - Oliver ha dei tempi di riflessione piuttosto lunghi - "Quella storia del tunnel quanto-ci-siamo-capiti mi ha incuriosito: hai voglia di spiegarmi un po' meglio come è possibile che qualcosa si solido (come per esempio un cane) possa passare attraverso qualcosa di altrettanto solido e impenetrabile (come per esempio l'ingresso di questa strettissima e inaccessibile tana di talpa): ho l'impressione che potrebbe tornarmi utile per la caccia. Che ne dici?".
Inspiro ed espiro un paio di volte: "Mio caro quadrupede peloso, mi stai per caso chiedendo di spiegarti un po' di meccanica quantistica? Lo sai che non è affatto banale?" "Lo immagino" fa lui con sguardo languido "ma nemmeno cacciare le talpe lo è. Se sarai bravo magari io potrei insegnarti un paio dei miei trucchetti..." "Tipo quello di scavare all'impazzata fino a quando l'ingresso della tana è completamente ostruito, e poi infilare il muso nel mucchio di terra smossa, e farsi mordere il naso?" "Esatto!" Uggiola Oliver entusiasta, mettendosi nella posizione di cane-modello che aspetta qualcosa. "Come resistere a un'offerta simile? Ma ti avverto, dovremo iniziare da parecchio lontano, e ci vorranno parecchie passeggiate" "Nessun problema: io devo uscire almeno due volte al giorno, se non vuoi che usi il tappeto...".

Allora, devi sapere che i fisici sono a volte un po' arroganti, e regolarmente credono di aver capito tutto, di aver scoperto tutto quello che c'è da scoprire. Alla fine del 1800 era più o meno così: tutto quello che succedeva in natura sembrava essere stato compreso. Che pacchia! Proprio in quel periodo alcuni di loro si misero a studiare un problemino che sembrava semplice: hai presente l'attizzatoio del camino? Quando lo lasciamo nel fuoco per un bel po' diventa incandescente (Oliver abbassa le orecchie: negli anni ha imparato a diffidare del fiore rosso): questi fisici volevano capire le caratteristiche della luce emessa da un oggetto a una certa temperatura. O meglio, della radiazione emessa: non era necessariamente luce visibile, o perlomeno non lo era a tutte le temperature.

Questi fisici notarono che il "tipo" di luce emessa da un corpo caldo - il suo colore, se vuoi (Oliver è un po' perplesso: i cani non hanno molta familiarità con i colori. Ma tiene duro: Oliver è un cane cocciuto) - dipende dalla sua temperatura. A una certa temperatura, un corpo emette luce (o meglio radiazione) di più "tipi" (di più colori, o, come piace dire agli scienziati, di diverse lunghezze d'onda); ed emette ogni tipo di luce con una diversa intensità. La somma di questi "tipi" di luce a diverse intensità ne determina il colore.

Per esempio il sole ci appare giallo, ed il colore che vediamo dipende proprio dalla sua temperatura, e dal particolare miscuglio di radiazioni di diversa lunghezza d'onda (con diverse intensità) che emette. Ti faccio un disegnino: su un asse metto il "tipo" di luce - il suo colore, ma preparati a spaziare anche nelle regione di luce che noi non vediamo - sull'altro asse metto l'intensità della luce emessa per quel particolare "colore" (ovvero, per quella lunghezza d'onda). Ecco la curva per il sole:

ed ecco quella per l'attizzatoio del camino, che è molto meno caldo del sole, ed emette principalmente nella regione dell'infrarosso, ma ha ancora qualche componente visibile appunto rossa:

Vedi? Le curve sono simili, anche se coprono regioni di lunghezza d'onda differenti. Adesso puoi provare a immaginarti la curva per il forno di casa (che è più freddo dell'attizzatoio del camino) dove sta cuocendo l'arrosto. "Mmmm" sbava Oliver, distraendosi un attimo... "Dai, su, lo sai che l'arrosto non ti spetta! Rimani concentrato!".

Oliver si gratta accuratamente dietro l'orecchio, poi mi dice: "Vediamo se ho afferrato il concetto: un corpo a una certa temperatura emette un miscuglio di radiazioni di diversa lunghezza d'onda. Le caratteristiche del miscuglio (l'intensità della radiazione di ogni "tipo") dipendono dalla temperatura, ma la forma generale del miscuglio è sempre la stessa, e assomiglia a quella curva a campana un po' asimmetrica che mi hai disegnato. A volte la curva si trova in regioni di luce di un tipo, a volte di un altro, a seconda della temperatura del corpo in questione. Che ne dici, ci sono?" "Che bravo cane!" "E allora, dov'è l'inghippo? Che c'entra la meccanica quantistica?".

Mio caro cane saputello, ti avevo avvertito che avremmo dovuto iniziare da lontano! Il problema è che nessuna delle equazioni della fisica di fine 1800, quelle sembravano descrivere così bene tutti meccanismi naturali conosciuti, riesce a descrivere questa curva che a te sembra tanto semplice! I fisici di allora si grattavano la testa con la stessa violenza con cui ti gratti tu quando ti prude un orecchio. Fino a quando non arrivò un certo signor Planck, che, rimanga tra noi, imbrogliò un po', e imbrogliando trovò la soluzione al problema. E allo stesso tempo aprì il vaso di Pandora della meccanica quantistica. "un vaso pieno di biscotti come quello sul buffet di casa?" "Bah! Sei il solito. Dai, rientriamo a casa: il sole sta tramontando, e l'arrosto sarà ormai cotto" "Uof!".