Suzie-pucci, ti ricordi il valore della costante di Planck?
L’ultimo episodio di Stranger Things 3 ci ha regalato una dei momenti più belli e indimenticabili di tutta la serie TV: il duetto vocale tra Suzie e Dustin sulle note del brano The Neverending Story, la colonna sonore de La Storia Infinita.
Scopriamo cos’è la costante di Planck, il numero che Suzie ha ricordato allo smemorato Dustin in Stranger Things 3
Il simpatico siparietto, diffusosi per tutta Hawkins grazie ai due ragazzini radioamatori, era il pegno che Dustin ha dovuto “pagare” a Suzie affinché questa potesse rivelargli il valore della costante di Planck, un numero che corrispondeva al codice segreto che apriva le porte del bunker sotterraneo russo rivelato a Hopper e Joyce dal povero Alexei Smirnoff.
In effetti, uno show dichiaratamente nerd non poteva prescindere da qualcosa legato alla scienza accademica e non solo a film, serie TV, giochi di ruolo e nostalgia anni ’80, e questa costante fisica fondamentale ne è l’esempio più lampante.
La costante di Planck, chiamata anche quanto d’azione e indicato con la lettera “h”, è una costante della meccanica quantistica e, in generale, della fisica atomica, che corrisponde al valore di 6,62606957(29)×10^(−34) J⋅s .
Introdotta dal fisico tedesco Max Planck (Premio Nobel nel 1918), in seguito agli studi sullo spettro della radiazione del corpo nero, la costante è legata alla minima energia che si possono scambiare due corpi tra loro ed è indipendente da qualsiasi altra grandezza fisica.
All’inizio del 1900 molti fisici si stavano scontrando, senza successo, con il cosiddetto problema (o paradosso) della radiazione del corpo nero, un oggetto ideale ideale della Fisica che assorbe tutta la radiazione elettromagnetica che lo colpisce senza rifletterla, nonostante le teoria preveda che tale energia dovrebbe essere necessariamente re-irradiata con potenza infinita.
Nonostante l’applicazione delle equazioni di Maxwell confutassero tale previsione, le osservazioni sperimentali avevano confermato come falsa questa predizione, situazione di stallo che diede le prime “picconate” alla fisica classica dimostrandone i limiti intrinseci.
Un’intuizione “discreta”
Fu dunque Planck a sgarbugliare la matassa ipotizzando che le radiazioni, e più in generale l’energia, emesse da un corpo caldo non fossero una grandezza continua ma suddivise in “pacchetti”, i famosi quanti, concetto che aprì le porte alla nascita della Fisica Quantistica.
In poche parole l’energia è un’onda che non si propaga in maniera continua in tutte le direzioni, ma in modo “discreto”, ossia in piccole unità tutte uguali fra loro.
L’intuizione di Planck fu quella di assimilare gli atomi a entità in continua oscillazione ipotizzando che l’energia emessa fosse dunque proporzionale a questa frequenza di oscillazione; nella fattispecie se E è l’energia emessa, essa deve essere uguale a una frequenza v moltiplicata per una costante h (chiamata più tardi in suo onore costante di Plank).
E = h • v
Grazie a questa idea, che diventò poi la famosa Legge di Planck, le equazioni riuscivano a confrontarsi con i risultati degli esperimenti pratici, liberando la fisica da un grande dilemma e catapultando l’umanità verso la meccanica quantistica e la Teoria della Relatività che arriverà 15 anni più tardi.
Dando fondo alle mie reminiscenze di fisica studiate all’università, spero di aver fatto un pochino di luce su un argomento che più nerd non si può legato a Stranger Things ma, se tra di voi c’è qualche fisico non esitate a correggermi nel caso avessi fatto errori o omesso qualcosa di importante.