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Ho una domanda: che cosa hanno in comune un gatto, una scimmia, un'onda, un inglese, un austriaco e una fisica teorica? Se tu avessi detto "meccanica quantistica", avresti assolutamente ragione. Se non hai detto la fisica quantistica, allora lo spiegherò nell'articolo di Science the Shit Out of Video Games di questa settimana.
Oggi, ci occupiamo di un gioco che mi ha richiesto un po 'per entrare davvero, anche se non sono sicuro del perché. Certo, sto parlando Overwatch.
Sorprendentemente, i filmati per il gioco, che riguardano principalmente le riprese dell'altra squadra fino alla loro morte, in realtà sono profondi, significativi e hanno dei retroscena divertenti per i suoi personaggi. Forse è uno dei motivi Overwatch ha colpito una corda con così tante persone. I personaggi sono stratificati. Il primo di questi film che ha catturato la mia attenzione non era quello del museo, ma piuttosto la lotta tra Widowmaker e Tracer.
Il momento culminante della lotta arriva quando Widowmaker spara un proiettile verso Tracer che non riesce a schivare naturalmente, così "sbatté le palpebre". E il proiettile colpì l'obiettivo previsto dalla Widowmaker, Tekhartha Mondatta. Nel gioco stesso, Tracer può usare questa capacità di lampeggiare ogni tre secondi, assumendo che abbia il compito di farlo. Ma la vera domanda non è la frequenza con cui può farlo; è come funziona in primo luogo. Ho postulato che non funziona nel modo in cui pensi che faccia. Oggi ti dirò il vero modo in cui le abilità di Tracer funzionano quando ne tiriamo fuori la verità Overwatch!
Fan art di Will Murai
Tunnel quantico
Per discuterne davvero, dobbiamo definire alcune cose e alcune meccaniche quantistiche che potrebbero far girare la testa. Ma dal momento che abbiamo un pubblico intelligente qui, fornirò alcuni dei dettagli di base, quindi avrò collegamenti ad altri posti se vuoi saperne di più sulla meccanica quantistica che menziono in questo articolo.
Oggi userò tre termini che dovresti familiarizzare se vuoi veramente capire come funziona: la costante di Planck, il principio di incertezza e la lunghezza d'onda deBrogilie. Tuttavia, c'è un articolo che vorrei discutere a lungo, e questo è il tunneling quantico.
Forse in un secondo momento, posso entrare nei principi alla base della lunghezza d'onda deBrogilie, ma l'idea generale è che una volta raggiunto un certo livello di minuzia, la posizione effettiva di un oggetto è meno di una posizione fissa e più di un'onda di posizioni probabili. In effetti, esiste una netta probabilità che non siamo seduti nella posizione che pensiamo di essere. Potremmo effettivamente essere sulla luna o forse dall'altra parte del mondo, ma la lunghezza d'onda deBrogile definisce la ragionevole probabilità della posizione di un oggetto. Quindi, le probabilità che siamo effettivamente dall'altra parte del mondo o seduti sulla luna sono altamente improbabili.
A livello nucleare, la forte forza nucleare lega la probabilità che la posizione di una particella si trovi all'interno del nucleo dell'atomo. Tuttavia, non associa la probabilità al 100%. C'è la possibilità che la particella possa essere dall'altra parte della forza nucleare forte. Questo è ciò che chiamiamo tunneling quantico.
The Double Slit Experiment
Permettetemi di darvi un altro esempio che non richiede tanto pensiero teorico: l'interpretazione di Copenaghen e l'esperimento della doppia fenditura.
Se dovessi spostare un oggetto su e giù in una pozza d'acqua, le onde si diffonderanno dall'oggetto. Se dovessi posizionare una barriera nell'acqua, le onde rimbalzano su se stesse. Tuttavia, se si dovessero tagliare due fenditure nella barriera, si romperebbe nuovamente l'onda e apparirà un pattern di correnti alternate, alcune parti si annullano a vicenda e altre parti vengono ingrandite. Questo mostra uno schema di due onde che sono in fase e sfasate tra loro. Questo tipo di modello può anche essere fatto con la luce. Infatti, uno dei miei canali preferiti di YouTube ha fatto proprio questo: Veritasium.
Questo video mostra anche che, anche se riduci il numero di fotoni che colpiscono la barriera a uno solo alla volta, alla fine emerge lo stesso schema. Ciò significa che un oggetto, al livello quantico, è allo stesso tempo sia un oggetto che un'onda, e seguirà lo stesso schema di probabilità indipendentemente dall'interferenza.
Il pensiero è che un fotone si trova in più posizioni contemporaneamente. Poi quando osserviamo il fotone, collassiamo la sua funzione d'onda, e appare in una posizione probabile, proprio come il gatto di Schrodinger di cui ho parlato la scorsa settimana.
E se ci fosse stato un esperimento, diciamo con un jet da combattimento che aveva la capacità di ampliare la sua lunghezza d'onda deBrogilie e in realtà muoversi attraverso lo spazio di probabilità. Chiamiamo questo jet Slipstream e il suo pilota Tracer. E se durante un incidente anomalo le proprietà del jet, in qualche modo concesse al suo pilota, sarebbe possibile che il pilota si teletrasportasse. Tuttavia, potrebbe essere difficile per il pilota mantenere la sua posizione nello spaziotempo a causa della sua lunghezza d'onda deBrogilie molto ampia.
La probabilità che Tracer si trovi in più posizioni nello spaziotempo aumenta notevolmente man mano che la lunghezza d'onda deBrogilina si distanzia dalla costante di Planck. Forse l'acceleratore cronologico che Winston la scimmia ha creato per Tracer in realtà non la lega in tempo, ma piuttosto riduce la sua lunghezza d'onda deBrogilie al di sotto della costante di Planck, rendendola così visibile al mondo che la circonda.
L'acceleratore cronografico potrebbe anche essere utilizzato per aumentare la lunghezza d'onda deBrogilie di Tracer, in modo che sia in grado di eseguire il tunnel quantico in un'altra posizione nello spaziotempo, diciamo fino a sette metri di distanza dalla sua posizione attuale o dalla sua posizione nella realtà tre secondi fa.
Ecco come sciolgo la scienza di Tracer. Ma come tutta la scienza, non è vera scienza finché non viene smentita. Come spiegheresti le capacità di Tracer? Fatemi sapere nei commenti e ci vediamo la prossima settimana.