Dirac: in che cosa consiste “l’equazione dell’amore”
I poeti, si sa, sono dotati di un grande animo romantico, ma i fisici non sono di certo da meno e un esempio a sostegno di questa affermazione può essere, senza alcuna ombra di dubbio, l’equazione di Dirac. Definita anche “equazione dell’amore”, è stata elaborata nel 1928 da Paul Adrien Maurice Dirac, fisico e matematico britannico, che l’ha formulata all’età di 25 anni quando era ancora uno studente del St. Jeorge college. La formula in questione fornisce una soluzione al fenomeno dell’entanglement quantistico (concetto di non-separabilità di alcune particelle) e la forma scritta è la seguente:
(i∂̸ – m) ψ = 0
Ogni singolo simbolo all’interno dell’equazione di Dirac corrisponde ad determinato un significato: i corrisponde ad unità immaginaria; γ corrisponde invece alle matrici di Dirac (matrici 4×4 a cui viene associato un indice μ, che può essere 0 per il tempo e 1,2,3 per ognuna delle coordinate spaziali); ∂ invece è la derivata parziale rispetto alla variabile indicata da μ (t, x, y, z); m (che per essere corretta nella formula deve avere il segno negativo) sta ad indicare invece la massa del fermione di cui vogliamo descrivere il moto; ψ è invece lo spinore di Dirac, che non è altro che un vettore composto da quattro componenti in grado di descrivere il moto del fermione in questione e quello della sua antiparticella.
Covariante dell’equazione di Dirac.
Per realizzare questa sua famosa equazione, Dirac, ha combinato insieme la meccanica quantistica e la teoria della relatività. In questo modo ha potuto, alla fine, spiegare il comportamento degli elettroni nel momento in cui viaggiano ai limiti della velocità della luce e, in contemporanea, introdurre lo spin dell’elettrone e il suo magnetismo. Ma questo non è tutto: Dirac avrebbe infatti anche predetto “l’antimateria”. Quest’ultima è una particella, costituita da antiparticelle, che presenta una massa uguale all’elettrone ma ha una carica elettrica opposta. L’antimateria è stata sperimentata per la prima volta nel 1932 da Carl David Anderson: Paul Dirac l’aveva prevista già un anno prima.
Ma cosa c’entra tutto questo con l’amore? Ad aver garantito all’equazione di Dirac la sua fama di “equazione dell’amore”, è stato il concetto da essa espresso: ”Se due sistemi interagiscono tra loro per un certo periodo di tempo e poi vengono separati, non possono più essere descritti come due sistemi distinti, ma diventano un unico sistema”. Un concetto che potremmo definire semplice nella sua complessità. L’intento di Dirac non era certo quello di accostare le sue teorie a contesti sociali, tuttavia è bello pensare che anche la scienza sa essere romantica. Pensateci la prossima volta che vorrete dire qualcosa di carino alla persona che amate.
Fonte: The Guardian
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