12 migliori libri per la fisica quantistica che vorrai esplorare

Sei curioso del continuum spaziotemporale o della realtà del viaggio nel tempo? Quindi dai un'occhiata ai 12 migliori libri di fisica quantistica per ogni studente.

La fisica quantistica è lo studio della materia al suo livello più elementare. A volte è anche chiamata fisica delle particelle. La meccanica quantistica è un ramo ancora più dettagliato di questo campo scientifico. Si concentra sulle equazioni matematiche che governano il moto e le interazioni delle particelle a livello subatomico.

Questo ramo della scienza può essere difficile per alcuni studenti perché si occupa di cose che non possiamo vedere facilmente. Gran parte della comprensione di questo ramo della scienza è venuta dal lavoro di scienziati come Einstein nei primi anni del 1900. Hanno usato equazioni e teorie matematiche per creare un'immagine dell'universo. Anche se tutto questo era teorico, era incredibilmente accurato, e quindi, oggi, usiamo ancora gran parte del loro lavoro per studiare l'universo conosciuto.

Quando la tecnologia telescopica diventa abbastanza buona da vedere le cose a questo livello molecolare, gran parte del lavoro di scienziati come Einstein si è dimostrato vero. Potresti trovare alcune teorie simili a cui si fa riferimento nel nostro articolo; cos'è la fantascienza dura?

Ma qual è l'impatto della fisica quantistica sulla gente comune e vale la pena leggerlo? La scienza quantistica si è fatta strada nella nostra cultura moderna e vernacolare. Sarebbe difficile trovare un film di fantascienza che non parli di entanglement quantistico o teletrasporto quantistico. Anche un po' di misticismo ha le sue radici nella fisica delle particelle. Sebbene gran parte di questo sia finzione, ha le sue radici nel mondo scientifico.

Questa connessione culturale e l'affascinante storia delle persone dietro la fisica quantistica ne fanno un argomento di cui vale la pena leggere. Che tu sia un professore che ha bisogno di rispolverare alcune abilità o un buon libro è un ottimo punto di partenza. Ecco un elenco dei migliori 12 libri sulla fisica quantistica per lo scienziato della tua vita.

Ecco i migliori libri di fisica quantistica per principianti

1. Meccanica quantistica: il minimo teorico di Leonard Susskind e Art Friedman

In Quantum Mechanics: The Theoretical Minimum, Leonard Susskind ha collaborato con Art Friedman per discutere la teoria e la matematica nel mondo della meccanica quantistica. I due autori hanno pubblicato questo lavoro nel 2014. Questo libro è un'introduzione al mondo della teoria quantistica e abbraccia pienamente la strana natura dell'argomento.

È il seguito del primo libro di Susskind, The Theoretical Minimum , e funziona anche come parallelo al corso di formazione continua della Stanford University che Susskind insegna. Questo libro è noto per essere accessibile, almeno per coloro che capiscono un po' di fisica quantistica, il che lo rende popolare tra i principianti nel campo.

“Le unità che usiamo riflettono le nostre dimensioni. L'origine del metro sembra essere quella usata per misurare corde o tessuti: si tratta della distanza dal naso di una persona alle sue dita tese. Un secondo è lungo quanto un battito cardiaco. E un chilogrammo è un bel peso da portare in giro. Usiamo queste unità perché sono convenienti, ma alla fisica fondamentale non importa molto di noi.

Leonard Susskind, Meccanica quantistica: il minimo teorico

2. Fisica quantistica per principianti: dalla teoria delle onde all'informatica quantistica di Carl J. Pratt

La fisica quantistica è un argomento che non si presta bene ai veri principianti, ma questo libro si avvicina il più possibile. Quantum Physics for Beginners: From Wave Theory to Quantum Computing introduce il lettore agli inquilini di base dello studio, ma utilizza un bel po' di matematica per farlo. Quindi alcuni veri principianti direbbero che non è accessibile.

Per chi ha una certa conoscenza, sembra avere la giusta quantità di matematica combinata con materie meno intense, il che lo rende un'ottima scelta per i principianti che conoscono un po' l'argomento. Se hai un background in fisica ma non in fisica quantistica, questo è uno dei migliori libri per comprendere ulteriormente questo campo. Questo è uno dei libri più recenti in questo elenco delle migliori letture di fisica quantistica, poiché è stato pubblicato nel 2021.

"La forza nucleare debole è il meccanismo di interazione tra particelle subatomiche che è responsabile del decadimento radioattivo degli atomi".

Carl J. Pratt, Fisica quantistica per principianti: dalla teoria delle onde al calcolo quantistico

3. Come insegnare la fisica quantistica al tuo cane di Chad Orzel

Indubbiamente, i migliori libri di fisica quantistica possono essere ricchi di teoremi e formule matematiche. Come insegnare la fisica quantistica al tuo cane è un'interessante interpretazione dell'argomento. In questo libro, Chad usa Emmy, un cane parlante che ha creato, per spiegare le teorie chiave della fisica quantistica e scoprirne l'interessante storia. Tocca molti dei principi di base nel campo, incluso il principio di indeterminazione di Heisenberg e la teoria della dualità particella-onda, ma in un modo che i principianti possono capire. Ha pubblicato questo libro nel 2009.

“Se i dolcetti per cani apparissero dallo spazio vuoto nel mezzo di una cucina, un essere umano andrebbe fuori di testa, ma un cane lo prenderebbe con calma. In effetti, per la maggior parte dei cani, la generazione spontanea di leccornie sarebbe una vendetta: si aspettano sempre che le leccornie appaiano in qualsiasi momento, senza una ragione ovvia.

Chad Orzel, Come insegnare la fisica quantistica al tuo cane

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4. Introduzione alla meccanica quantistica di David J. Griffiths

Spesso utilizzato come libro di testo nelle lezioni di fisica quantistica, Introduzione alla meccanica quantistica è un popolare libro di scienze ottimo per i principianti. David J. Griffiths scrive in modo tale che non è necessaria una conoscenza della fisica classica per comprendere la sua scrittura.

Spiega la matematica prima di aspettarsi che il lettore lo sappia. Ciò significa che mostra al lettore come "fare" il lavoro, quindi esplora cosa "significa" quel lavoro. Queste spiegazioni facilitano la comprensione dei principi insegnati in questo popolare libro di testo. È interessante notare che ignora completamente il contesto storico. Questo libro è stato pubblicato per la prima volta nel 1994.

"Ma la fisica è come la falegnameria: usare lo strumento giusto rende il lavoro più facile, non più difficile, e insegnare la meccanica quantistica senza l'attrezzatura matematica appropriata è come chiedere allo studente di scavare una fondazione con un cacciavite".

David J. Griffiths, Introduzione alla meccanica quantistica

Autori di fisica quantistica vincitori di premi

5. QED: La strana teoria della luce e della materia di Richard P. Feynman

Il fisico vincitore del premio Nobel Richard P. Feynman è noto per le sue lezioni che hanno reso più comprensibile l'argomento impegnativo della fisica quantistica per i non scienziati. Le lezioni di Feynman sulla fisica sono spesso raccolte in libri e QED: The Strange Theory of Light and Matter è uno di questi.

Questo libro copre l'elettrodinamica o lo studio della luce, dei raggi X e dei raggi gamma. Prende le formule di Dirac e le espande, cambiando la comprensione della natura delle particelle e di come funzionano le onde. Questo libro è stato pubblicato per la prima volta nel 1985 ed è rimasto un lavoro importante nella moderna comprensione della luce e dello spettro elettromagnetico. Intreccia anche un po' di umorismo nel suo lavoro, che fa parte di ciò che lo rende un popolare libro di fisica.

“Quello di cui ti parlerò è quello che insegniamo ai nostri studenti di fisica del terzo o quarto anno della scuola di specializzazione… È mio compito convincerti a non voltare le spalle perché non lo capisci. Vedi, i miei studenti di fisica non lo capiscono... Questo perché io non lo capisco. Nessuno fa."

Richard P. Feynman, QED: La strana teoria della luce e della materia

6. Relatività: la teoria speciale e generale di Albert Einstein

Non si può pensare alla fisica senza pensare a Einstein, le cui famose teorie rivoluzionarono il mondo della scienza ai suoi tempi. Era uno dei più famosi scienziati della fisica classica e la sua teoria della relatività è uno dei suoi contributi scientifici più famosi.

Ha pubblicato Relativity nel 1916 e il libro ha tentato di scomporre la Teoria Generale della Relatività in qualcosa che il lettore medio potesse capire senza comprendere veramente i principi matematici del mondo quantistico. È stata la premessa di base di questo libro che ha reso Einstein un nome familiare nel mondo della scienza, ma è stata l'accessibilità del libro che lo ha reso noto al grande pubblico.

“Se non hai mai fatto niente di sbagliato probabilmente è perché non hai mai provato niente di nuovo.”

Albert Einstein, Relatività

7. Qualcosa di profondamente nascosto: i mondi quantici e l'emergere dello spaziotempo di Sean Carroll

Il fisico teorico Sean Carroll è famoso per i suoi scritti scientifici e Something Deely Hidden: Quantum Worlds and the Emergence of Spacetime è uno dei suoi migliori lavori. Usa il libro per riconciliare la teoria della relatività di Einstein con la moderna meccanica quantistica.

La lettura di questo libro dà una nuova comprensione dell'universo e del posto dell'umano in esso. Carroll teorizza che ogni secondo viene creata una copia di ogni persona su percorsi diversi lungo il continuum spaziotemporale. Quando questo libro è stato pubblicato nel 2019, è diventato istantaneamente un bestseller del New York Times ed è stato il libro di scienza preferito del 2019 sulla base dei dati di Science News.

"L'enigma al centro della realtà quantistica può essere riassunto in un unico motto: ciò che vediamo quando guardiamo il mondo sembra essere fondamentalmente diverso da ciò che è".

Sean Carroll, Something Deely Hidden: Quantum Worlds e l'emergere dello spaziotempo

8. I principi della meccanica quantistica di Paul AM Dirac

Considerato il lavoro standard nel campo, The Principles of Quantum Mechanics è stato pubblicato per la prima volta nel 1958. Nel libro, Dirac delinea alcune delle sue teorie speculative sul regno quantico, inclusa la sua teoria secondo cui esistevano i positroni, che sarebbe stata dimostrata dall'osservazione di alcuni anni dopo la pubblicazione del libro. Il lavoro di Dirac è stato così fondamentale per questo ramo della scienza che gli è valso il premio Nobel alla giovane età di 31 anni. Questo libro rimane vitale per comprendere il campo, anche decenni dopo la sua pubblicazione.

"La meccanica classica è stata sviluppata continuamente dai tempi di Newton e applicata a una gamma sempre più ampia di sistemi dinamici, compreso il campo elettromagnetico in interazione con la materia."

Paul AM Dirac, I principi della meccanica quantistica

Fisica moderna

9. Cos'è reale? La ricerca incompiuta del significato della fisica quantistica di Adam Becker

In Che cosa è reale? The Unfinished Quest for the Meaning of Quantum Physics , Adam Becker sostiene che l'interpretazione della meccanica quantistica basata sull'interpretazione di Copenaghen di Niels Bohr potrebbe non essere corretta. Segue la storia dei grandi pensatori che hanno anche interrogato Bohr e teorizza che potremmo non avere effettivamente la risposta giusta all'annosa domanda di "cosa è reale?" Questo è un ottimo libro per dare uno sguardo più approfondito alla fisica quantistica e alle potenziali interpretazioni aggiuntive della scienza moderna. Becker lo ha pubblicato nel 2018.

“La scienza, fatta bene, lavora duramente per non rispettare assolutamente alcuna autorità se non l'esperienza e i dati empirici. Non riesce mai del tutto, ma si avvicina e ha un track record migliore di qualsiasi altro metodo che noi scimmie abbiamo trovato per conoscere il mondo che ci circonda.

Adam Becker, Cos'è reale? La ricerca incompiuta del significato della fisica quantistica

10. Il momento quantico: come Planck, Bohr, Einstein e Heisenberg ci hanno insegnato ad amare l'incertezza di Robert P. Crease e Alfred Scharff Goldhaber

La fisica quantistica sembra moderna, ma ha avuto origine nei primi anni del 1900. In The Quantum Moment, Robert P. Crease e Alfred Scarff Goldhaber portano le esperienze di un fisico e di un filosofo nella loro discussione su argomenti di fisica quantistica. Guardano il gatto di Schrodinger, l'idea dei multiversi e dell'entanglement quantistico, la teoria dei salti quantici e il modo in cui queste teorie scientifiche hanno un impatto sulla società moderna usando la scienza e la logica. Il libro fonde magistralmente meccanica e fisica classiche con idee culturali moderne legate a queste teorie scientifiche. Questo libro è stato pubblicato nel 2014.

"Inizialmente, pensavamo che l'impatto culturale del quanto fosse in gran parte irrilevante e che avremmo trovato principalmente termini e immagini usati da ciarlatani per impressionare i creduloni e artisti con un pizzico di alfabetizzazione scientifica che si appropriava dell'autorità culturale della scienza".

Robert P. Crease, Il momento quantico

11. La particella alla fine dell'universo: come la caccia al bosone di Higgs ci porta ai confini dell'universo di Sean Carroll

The Particle at the End of the Universe esplora il Large Hadron Collider del CERN e come ha portato alla scoperta del bosone di Higgs, noto anche come "The God Particle". Questa scoperta nel 2012 è stata una delle migliori della storia. Questo libro racconta la storia della scoperta con meno informazioni quantistiche ad alta tecnologia e informazioni più chiare su ciò che le persone stavano facendo mentre facevano questa scoperta. Questo libro è stato pubblicato nel 2012, non molto tempo dopo la storica scoperta.

“Facciamo parte dell'universo che ha sviluppato un'abilità straordinaria: possiamo mantenere un'immagine del mondo nella nostra mente. Siamo materia che contempla se stessa”.

Sean Carroll, La particella alla fine dell'universo

12. Danza dei fotoni: da Einstein al teletrasporto quantistico di Anton Zeilinger

Einstein era uno scienziato brillante, ma era fermamente convinto che la fisica dovesse essere collegata alla realtà. Dance of the Photons: From Einstein to Quantum Teleportation è il lavoro di Anton Zeilinger, che ha scoperto da solo che si verifica l'entanglement quantistico. Grazie a queste lezioni, alla fine è nato il computer quantistico. Il libro si basa sul lavoro di scienziati come Einstein e Schrödinger, ma mostra un lato irreale del mondo della fisica. Questo libro è arrivato sul mercato nel 2010.

"Abbiamo cercato per secoli di guardare sempre più a fondo nella ricerca di cause e spiegazioni, e improvvisamente, quando andiamo nelle profondità, nel comportamento delle singole particelle dei singoli quanti, scopriamo che questa ricerca di una causa giunge al termine . Non c'è causa. Ai miei occhi, questa fondamentale indeterminatezza dell'universo non è stata ancora realmente integrata nella nostra visione del mondo.

Anton Zeilinger, Danza dei fotoni: da Einstein al teletrasporto quantistico

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