Cronologie · Cronologia della scienza
La meccanica quantistica è la teoria che descrive il comportamento di atomi e particelle: questa cronologia ne segue la nascita tra il 1900 e il 1927 e gli sviluppi che hanno cambiato fisica e tecnologia.
Riassunto
Alla fine dell’Ottocento molti fisici pensavano che le leggi fondamentali della natura fossero ormai note. Alcuni fenomeni, però, non si potevano spiegare con la fisica classica, come la radiazione emessa dai corpi caldi, l’effetto fotoelettrico e la stabilità degli atomi. Per risolverli nacque, nei primi decenni del Novecento, la meccanica quantistica, secondo cui l’energia si scambia in quantità discrete, i “quanti”.
La teoria fu costruita da una comunità internazionale di scienziati e cambiò radicalmente l’idea di realtà fisica, introducendo concetti come la probabilità e l’indeterminazione. Per un confronto con l’altra grande teoria del Novecento consulta la cronologia della relatività di Einstein.
In Italia il gruppo di fisici guidato da Enrico Fermi a Roma, i cosiddetti “ragazzi di via Panisperna”, diede contributi importanti alla fisica nucleare negli anni Trenta.
Date principali
- 1900Max Planck introduce l’ipotesi dei quanti di energia per spiegare la radiazione del corpo nero.
- 1905Albert Einstein spiega l’effetto fotoelettrico con i quanti di luce, poi chiamati fotoni.
- 1911Ernest Rutherford propone un modello di atomo con un nucleo centrale.
- 1913Niels Bohr presenta il modello atomico con orbite quantizzate.
- 1924Louis de Broglie propone che anche la materia abbia proprietà ondulatorie.
- 1925Werner Heisenberg formula la meccanica delle matrici; Wolfgang Pauli enuncia il principio di esclusione.
- 1926Erwin Schrödinger pubblica l’equazione d’onda; Max Born ne propone l’interpretazione probabilistica.
- 1927Heisenberg formula il principio di indeterminazione; al congresso Solvay di Bruxelles si discutono le basi della teoria.
- 1928Paul Dirac formula un’equazione relativistica per l’elettrone.
- 1935Einstein, Podolsky e Rosen pubblicano un articolo critico sulla completezza della teoria; Schrödinger propone il paradosso del gatto.
- 1938Fermi riceve il premio Nobel e lascia l’Italia dopo le leggi razziali; scoperta della fissione nucleare in Germania.
- 1947–1948Invenzione del transistor, basato sulla fisica quantistica dei semiconduttori.
- 1960Realizzazione del primo laser.
- 1964John Bell formula le disuguaglianze che permettono di verificare sperimentalmente la teoria.
- 2022Premio Nobel per la fisica ad Aspect, Clauser e Zeilinger per gli esperimenti sull’entanglement.
Cause
La meccanica quantistica nacque dall’impossibilità di spiegare alcuni risultati sperimentali con la fisica classica. Le nuove tecniche di laboratorio, come la spettroscopia e gli studi sulla radioattività, avevano rivelato fenomeni sorprendenti nel mondo degli atomi.
Il dialogo tra centri di ricerca europei, come Copenaghen, Gottinga, Cambridge e Roma, e il confronto anche aspro tra scienziati come Einstein e Bohr accelerarono lo sviluppo della teoria. Per il quadro generale della fisica moderna leggi la cronologia dell’elettricità e dell’elettromagnetismo.
Conseguenze
La meccanica quantistica ha cambiato il modo di pensare la natura: nel mondo microscopico gli eventi si descrivono in termini di probabilità e alcune grandezze non possono essere conosciute contemporaneamente con precisione assoluta. Le sue interpretazioni sono ancora discusse da fisici e filosofi.
Sul piano tecnologico la teoria è alla base di transistor, computer, laser, risonanza magnetica, energia nucleare e, oggi, dei computer quantistici in fase di sviluppo. Gran parte dell’elettronica che usiamo ogni giorno, dagli smartphone ai pannelli solari, si fonda su di essa. Sulla storia dei computer leggi la cronologia della rivoluzione informatica.
Perché è importante
La meccanica quantistica è una delle teorie scientifiche più importanti e meglio verificate della storia. Conoscere la sua nascita aiuta a capire la fisica del Novecento, il ruolo degli scienziati nelle vicende politiche del secolo e la tecnologia del presente.
Per proseguire leggi la cronologia della rivoluzione scientifica e la scheda sul Novecento.
Collegamenti nell’archivio
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