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Friday, October 19, 2012

I Quanti in tasca

Premessa: questa è una iniziativa per imparare insieme non do nessuna garanzia di esattezza 

Per la prima volta comprando una chiavetta USB da pochi euro ho avuto coscienza di avere tra le mani un dispositvo che violava le leggi della fisica classica per seguire quelli della meccanica quantistica. 
Me lo sono spiegato a questo modo estremamente rozzo:
Gli elettroni seguono la legge di indeterminazione di Heisenberg che definisce un rapporto tra probabilità della posizione di un elettrone e la sua velocita.
Con i numeri molto elementari:
DeltaX rappresenta l'incertezza sulla posizione x.
DeltaP rappresenta l'incertezza della quantità di moto = m*v
dove m=massa dell'elettrone e v=velocita dell'elettrone.

La relazione di indeterminazione di Heisenberg dice:

DeltaX * DeltaP devono essere maggiori di H

H= Costante di Plank = 6,6 10-34 ( significa una grandezza piccolissima)

Adesso se tarsportiamo un elettrone in un contenitore estremamente piccolo ( si dice che lo confiniamo) la posizione dell'elettrone risultera definita perche potrà variare solo all'interno del contenitore. Ma dovendo l'elettrone allo stesso tempo obbedire alla legge di indeterminazione siccome l'inderminazione DeltaX diventa piccola a nostra volontà perche riduciamo le dimensioni del contenitore (immagino che si stratta di uno strato di semiconduttore) allora deve necessariamemnte aumentare DeltaP che in pratica significa il prodotto tra la massa dell'elettrone e la sua velocità.
Siccome la massa dell'elettrone è costante l'unica cosa che può cambiare è la velocità dell'elettrone che aumenta.
Ora normalmente tutti sanno che se vuoi fare uscire l'acqua da un tubo devi alzarlo al di sopra della posizione della bocca d'uscita che in pratica significa che le cose seguono il principio fisico della conservazione dell'energia per cui possono fare solo quello che l'energia consente loro.
In questo caso però succede una cosa incredibile:
Alcuni elettroni dentro la mia chiavetta USB VIOLANO LA LEGGE FISICA e acquistano velocita che per la fisica tradizionale sarebbero proibite ma che invece sono disposte dalla legge di indeterminazione. Utilizzando questa velocita ( in pratica energia) saltano (e non bucano) la parete del contenitore e arrivano nello strato successivo.
Questo consente alla memoria un meccanismo di memorizzazione che ha particolari caratteristiche come quella di poter mantenere le informazioni memorizzate su un tempo lunghissimo senza consumare energia,
Mi do un confortino elettronico. Interpreto tutto questo come un metodo per attivare le informazioni ( memorizzazione) e leggerle senza fare uso di correnti il che consente una durata lunghissima delle stesse informazioni.

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