Dossier

Il bello della scoperta

L'esperimento: l'elettrone sulla cresta dell'onda

L’interferenza è un fenomeno caratteristico di tutti i tipi di onde, da quelle sonore a quelle del mare. È quello che succede ad esempio quando lanciate due sassi in uno stagno. Le piccole onde che si formano nell’acqua si sommano in altezza in alcuni punti e si annullano a vicenda in altri.

Un effetto analogo avviene per un raggio di luce che passa attraverso due fenditure affiancate, come dimostrò Thomas Young: oltre le aperture non compaiono due strisce luminose verticali, ma una serie di frange alternativamente chiare e scure. E la stessa cosa succede agli elettroni.

Mostra Il bello della scoperta. L'esperimento dell'interferenza da doppia fenditura (01 B) Nell’esperimento il fascio di elettroni viene fatto passare attraverso due fenditure e raccolto su uno schermo sensibile. Sullo stesso non si osservano solo due chiazze in corrispondenza delle due fenditure ma compaiono striscie alternativamente chiare e scure caratteristiche della figura di interferenza. Questo fenomeno era già stato dimostrato da Claus Jönsson nel 1961. Ciò che mancava era mostrare che il fenomeno veniva prodotto anche dal passaggio di un solo elettrone per volta e che quindi il comportamento ondulatorio non era da associarsi al fascio ma al singolo elettrone.

Merli, Missiroli e Pozzi, per portare a termine l’esperimento, avevano a disposizione un potente microscopio elettronico che per la prima volta poteva rilevare il passaggio di un singolo elettrone. Consapevoli dell’importanza concettuale che rivestiva la realizzazione dell’interferenza di singolo elettrone tentarono di mettere in atto il famoso esperimento ideale della fisica quantistica. Non solo. Filmarono la formazione delle frange di interferenza e, partendo da questo materiale, realizzarono un premiato documentario scientifico.

Quelle immagini mostrano che le frange si formano allo stesso modo se si aumenta costantemente il numero di elettroni che passano o se viene registrato in tempi successivi l’effetto di un singolo elettrone: è la conferma che un elettrone ha qualcosa in comune con un’onda.

Per vedere l'animazione dell'esperimento dal sito dei ricercatori bolognesi, cliccare qui

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