Raffaello Cortina Editore presenta La fisica dei quanti, saggio di Sean Carroll che presenta in modo divulgativo la teoria quantistica dei campi.

La teoria quantistica dei campi

Prima di lasciarvi alla sinossi, proviamo a definire meglio l'oggetto del libro.

Possiamo immaginare la meccanica quantistica come una fotografia: congela gli elettroni mentre danzano attorno al nucleo. La teoria quantistica dei campi (QFT, Quantum Field Theory) è invece il film completo dell'universo.

La meccanica quantistica tratta le particelle come attori fissi su un palcoscenico. La QFT rivela che il palcoscenico stesso, lo spazio vuoto,  è un mare ribollente di campi quantistici. Le particelle non "esistono": sono eccitazioni di questi campi, come onde sull'oceano.

In QFT, ogni tipo di particella ha il suo campo: c'è un campo elettronico che permea tutto l'universo, uno per i fotoni, uno per i quark. Quando "osservi" un elettrone, stai semplicemente vedendo un'increspatura locale nel campo elettronico.

Le particelle possono apparire dal nulla e svanire istantaneamente. La creazione e annichilazione sono intrinseche alla teoria. Questo permette alla QFT di spiegare l'antimateria, le forze fondamentali e persino i comportamenti della luce.

La QFT è il framework che unisce relatività e quantistica, trasformando il vuoto da "nulla" a "tutto il possibile".

Sinossi

La teoria quantistica dei campi è il modo in cui la fisica moderna descrive la natura al suo livello più profondo. Partendo dalle basi della meccanica quantistica stessa, Sean Carroll analizza il processo di misura e l’entanglement prima di spiegare che il mondo è in realtà costituito da campi.

Capirete perché la materia è solida, perché esiste l’antimateria o perché gli atomi hanno determinate dimensioni; imparerete alcune idee fondamentali come spin, simmetria, diagrammi di Feynman e meccanismo di Higgs; e vi sarà finalmente chiaro perché le predizioni della teoria quantistica dei campi sono confermate in modo impressionante.

Spingendosi oltre Newton, Einstein e tutte le nozioni intuitive che hanno guidato l’Homo sapiens per millenni, questo libro è un viaggio verso una verità sul nostro universo che fino a poco tempo fa sembrava inimmaginabile. Quello di Sean Carroll è un approccio completamente nuovo, che arriva all’essenza matematica delle teorie fondamentali, spiegando ogni passo in modo semplice e originale.

L'autore

Sean Carroll, Homewood Professor di Filosofia naturale presso la Johns Hopkins University e Fractal Faculty presso il Santa Fe Institute, è autore di numerosi libri tradotti in tutto il mondo e autore del podcast Mindscape. Ha ricevuto premi e finanziamenti dalla National Science Foundation, dalla NASA, dall’American Institute of Physics e dalla Royal Society di Londra. Nelle nostre edizioni ha pubblicato Spazio, tempo, movimento (2024).

Sean Carroll, La fisica dei quanti, Raffaelo Cortina Editore, Collana Scienza e idee, pagg.304, 24€