L'equazione di Shreddinger: quando il principio di indeterminazione sale a 12 – Physics World

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brandello (ʃrɛd), verbo (intransitivo, slang): suonare una chitarra elettrica usando set di note in modo da produrre un suono distorto (cioè strano ea volte sgradevole) -
una definizione piuttosto dubbia, per gentile concessione del Dizionario Cambridge inglese.

Penso che sia corretto affermare che la musica heavy metal è generalmente percepita come una sfida cerebrale né una forma d'arte particolarmente intellettuale. In effetti, per la maggior parte al di fuori della sottocultura, è essenzialmente rumore per i Neanderthal. La meccanica quantistica, d'altra parte, è ritenuta una delle più alte conquiste intellettuali dell'umanità. In effetti, è così concettualmente impegnativo che anche se pensi di capirlo, presumibilmente non lo capisci.

Quindi cosa succede quando i muscoli del metallo incontrano i cervelli della fisica quantistica? Questa è una domanda che ho ricercato intensamente da quando sono stato invitato dall'Istituto di Fisica più di un decennio fa per contribuire al suo (ora purtroppo defunto) fisica blog. Anche se ho sempre avuto un vivo interesse per la scrittura, non avevo mai scritto sul blog e non ero del tutto sicuro di come posizionare al meglio i miei post. Quindi, ho seguito il consiglio standard: scrivi quello che sai.

Sovrapponendo le mie ossessioni gemelle di metallo e fisica, nel 2013 I scritto un pezzo in cui ho cercato di spiegare il principio di indeterminazione di Heisenberg nel contesto delle chitarre scoppiettanti di Metallica, Megadeth, Opeth et al. Scriverlo è stato così divertente – dopo tutto è solo un'analisi di Fourier applicata – che il nesso metallo-quantum è diventato il tema di un intero libro. Quando il principio di incertezza va a 11: o come spiegare la fisica quantistica con l'heavy metal è stato regolarmente pubblicato in 2018.

Ma potremmo spingere il mash-up di metallo e fisica quantistica oltre 11, a un 12 sconvolgente sul quadrante del volume? Invece di limitarsi a scrivere delle connessioni, perché non incorporare i concetti quantistici direttamente, dal basso verso l'alto, in una canzone metal? Ricaviamo riff, ritmi e testi da equazioni fisiche, costanti e teorie. Se il multiverso esistesse, ci sarebbe sempre stato un universo in cui esiste il "quantum metal", e potrebbe anche essere questo.

La canzone risultante, “Stai zitto e calcola”, è stato recentemente pubblicato sul Sessanta simboli Canale YouTube, che è una collaborazione tra il regista/giornalista video Brady Haran e i fisici dell'Università di Nottingham. (In effetti, il titolo di questo articolo è stato ripreso direttamente da un commento lasciato da uno spettatore sotto il video, quindi grazie @muusers.) Devo ammettere che Brady mi ha viziato in precedenza quando si trattava di collegamenti metal-matematica dopo che abbiamo collaborato con Dave Brown su una canzone ispirata alla sezione aurea nel 2012 per Brady's Numberphile canale.

Potremmo spingere il miscuglio di metallo e fisica quantistica oltre 11, a un 12 sconvolgente sul quadrante del volume?

Con “Zitto e calcola”, invece, volevamo spingere molto oltre la busta della scienza dei metalli in modo che non solo la canzone fosse guidata da una codifica musicale di concetti quantistici, ma anche studenti, insegnanti e ricercatori di fisica sarebbero stati direttamente coinvolti nella sua creazione. Un enorme grazie quindi al regista Sean Riley, che di solito è dietro il Computerfilo fotocamera, per il suo montaggio ispirato di gruppi di gigabyte di filmati per produrre il finale Sessanta simboli video. Ringraziamenti assordanti sono dovuti anche a David Domminney Fowler – chitarrista dei Pink Floyd australiani (cercateli se siete fan dei Floyd), produttore, tecnico del suono, occasionale Computerfilo collaboratore e uber-geek confessato - per aver mixato la canzone.

La canzone presenta il basso suonato da James Theobald, capo della fisica al Scuola Minster a Southwell, Nottinghamshire – insieme a un assolo di chitarra di Chris Morley, postdoc in tecnologie quantistiche a Nottingham. A metà della canzone c'è un "coro" di studenti universitari di Nottingham che canta "Questa è la radice di tutte le cose" leggendo un passaggio chiave del classico del 1930 di Paul Dirac che definisce il genere I principi della meccanica quantistica.

Quando si è trattato di scegliere un titolo e un ritornello per la canzone, non c'era davvero altra scelta. Doveva essere "Stai zitto e calcola", il perenne monito agli studenti di fisica quando si tratta di fare i conti con la meccanica quantistica. Se vuoi sapere come abbiamo nascosto equazioni e concetti quantistici nella canzone, tutti i dettagli cruenti sono sul mio I sintomi dell'universo blog. In breve, ecco solo alcune delle mappature fisica-metallo che abbiamo utilizzato. I riff di apertura sono una mappatura delle cifre (in unità SI) di ħ/2m (chitarra spostata a sinistra) e ħ (panoramica a destra) alle note di una scala minore armonica di Do, che codifica le costanti nell'equazione di Schrödinger dipendente dal tempo. Questi riff sono tagliati da accenti drum-bass che seguono una sequenza 1, 4, 9, 16, cioè abbinando gli autovalori di energia per un pozzo di potenziale 1D infinito.

La capacità di entrare in contatto con un pubblico diverso è stata una motivazione chiave per questa nuova canzone

Sotto il ritornello c'è un pattern di grancassa ripetuto 6..6..2..6..0..7, punteggiato dal rullante, che rappresenta le prime cifre della costante di Planck, h. Questo modello passa ai battiti del rullante punteggiati dalla grancassa dopo il codice Morse per "mi a i pi" (cioè mi^io) – uno spostamento di fase di 180 gradi – suona nella parte centrale della canzone. Ho detto che abbiamo portato la cosa del metallo quantico ben oltre 11!

Dopo aver caricato il file Numberphile Canzone della sezione aurea tanti anni fa, uno dei commenti sotto il video che mi ha davvero colpito è stato: “Penso che tu mi abbia appena fatto appassionare la matematica. Bastardi intelligenti. È proprio quella capacità di entrare in contatto con un pubblico diverso – che altrimenti potrebbe purtroppo pensare che la fisica o la matematica non fanno per loro – è stata una motivazione chiave per questa nuova canzone e anche per il mio libro.

Altrettanto motivante, tuttavia, è contrastare il vecchio stereotipo secondo cui la scienza non è creativa. Credo che ci sia tanta creatività coinvolta nell'impostare un esperimento di fisica o un calcolo quanta ne c'è nella pittura, nella poesia o nella scrittura di canzoni. Attraversare il divario tra arte e scienza, da entrambe le direzioni, è essenziale per contrastare questo mito. E se riusciamo a farlo attraverso il metallo, tanto meglio.

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• Fonte: https://physicsworld.com/a/shreddingers-equation-when-the-uncertainty-principle-goes-up-to-12/