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un giorno e ben trovati al cafè bar
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recentemente un gruppo di ricerca
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dell'università di glasgow in scozia
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guidato da un ricercatore italiano è
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riuscito per la prima volta a realizzare
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un esperimento di olografia quantistica
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ma che cos'è un ologramma
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noi sappiamo tutti che cos'è una
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fotografia fondamentalmente è una
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rappresentazione bidimensionale cioè su
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un foglio su un supporto cartaceo piatto
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di un oggetto tridimensionale o di un
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paesaggio ad esempio la fotografia
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registra una immagine che è
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intrinsecamente bidimensionale glielo g
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invece sono dei supporti bidimensionali
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che sono però in grado di restituire una
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immagine tridimensionale cioè sono in
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grado di conservare la tridimensionalità
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dell'oggetto come per esempio l'effetto
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di parallasse ovvero il fatto che
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l'occhio destro e l'occhio sinistro
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vedano le cose sotto due angolazioni
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differenti e questo ci dà appunto il
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senso della profondità di campo o della
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tridimensionalità vi sono numerosi
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esempi di ologrammi ad alta anche nella
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nostra vita quotidiana come per esempio
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i sigilli di garanzia canon ologramma
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anche sulle banconote per evitarne la
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contraffazione
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ma scopriamo meglio che cos'è un
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immagine come si realizzano gli
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ologrammi e soprattutto in che cosa
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consiste l'olografia quantistica non
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perdetevi questo video
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[Musica]
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partiamo innanzitutto da una premessa
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ovvero che cosa sono le onde le onde che
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siano quelle sonore oppure quelle
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elettromagnetiche o quelle del mare
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identificano un processo un fenomeno
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fisico periodico e quindi che oscilla le
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onde sono caratterizzate da due quantità
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l'ampiezza ci dice fondamentalmente
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quanto è grande l'oscillazione e per
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esempio le onde del mare possono essere
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piccole o alte così come le onde sonore
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possono essere il suono può essere più o
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meno intenso e così l'onda avrà
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un'ampiezza maggiore o minore la fase
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invece identifica il punto dell'onda in
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cui si trova in un certo istante questa
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oscillazione una caratteristica
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fondamentale delle onde che le distingue
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per esempio dal comportamento di
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particelle di corpi solidi diciamo
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el'interferenza ovvero quando due o più
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onde si incontrano si sommano fra di
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loro si sommano sia in ampiezza che in
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fase per sommare in fase ii onde
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significa che devono essere sommate nel
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punto in cui vengono a incontrarsi e se
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le due onde si sommano in opposizione di
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fase quindi una si trova nel suo per
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esempio punto massimo quell'altra nel
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punto minimo
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beh in questo caso ci sarà un
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interferenza che sarà distruttiva la
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luce può essere descritta allora come
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un'onda proprio perché presenta le
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caratteristiche delle onde ovvero le
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interferenze e per la prima parte di
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questo video considereremo appunto la
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natura ondulatoria della luce e la
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descrizione della luce come onde
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ovviamente questo non basta in generale
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infatti quando si parlerà parleremo
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nella seconda parte del video di
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olografia quantistica è importante anche
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tenere presente che la luce una realtà
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da un punto di vista appunto quantistico
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può essere descritta anche come
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costituita dalla particelle i fotoni
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sono particelle molto singolari diciamo
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così perché prive di massa e sono
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particelle bosoni che quindi diverse dai
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fermioni che troviamo nella materia
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ordinaria come gli elettroni protoni
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neutroni ma sono responsabili
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dell'interazione elettromagnetica e
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appunto anche della luce e sono delle
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particelle sono carte dotate di tutte le
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caratteristiche delle particelle
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quantistiche quindi per esempio l'ente
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regolamente come ne ho parlato anche in
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un altro mio video e così via
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andiamo ora ad un punto fondamentale di
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questo discorso
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ovvero come si formano le immagini come
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facciamo noi a vedere e come possiamo
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registrare delle immagini su un supporto
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bidimensionale consideriamo un oggetto
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come questa paperella da bagno quando la
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luce colpisce un oggetto come per
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esempio il becco nella paparella la luce
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viene diffusa in questo caso a riflessa
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appunto dal becco della padella in tutte
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le direzioni sia cioè un onda appunto
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luminosa sferica che viene propagata in
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tutte le direzioni
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questa quindi arriverà per esempio su
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una superficie come un foglio però
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essendo la propagazione della luce a
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partire dal becco della paperella in
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tutte le direzioni
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arriverà su ogni punto del foglio ad
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esempio
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e così faranno ogni tutti i punti della
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dell'oggetto che stiamo considerando
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quello che cambia però è la frase
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dell'onda perché l'onda che della luce
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che viene riflessa dal becco della
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paperella venisse diffusa in tutte le
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direzioni ma ovviamente oltre a cambiare
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direzione cambierà anche la fase con cui
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viene colpito
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per esempio un
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è un foglio ma allora noi come facciamo
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a vedere l'occhio è formato da un
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piccolo forellino che ha chiamato
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appunto pupilla all'interno del quale
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passa la luce rime selezionata una
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piccola parte della luce che viene
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riflessa da tutto ciò che ci circonda
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passa attraverso la pupilla e passa
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anche attraverso una lente che è posta
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all'interno dell'occhio appunto dopo la
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pupilla questa l'ente svolge una
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funzione fondamentale perché come dicevo
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la luce che viene riflessa da un oggetto
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viene sparpagliata in tutte le direzioni
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e quindi l'informazione che viene
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riflessa appunto non è più molto utile
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perché è in tutte le direzioni si
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sovrappone a quella di tutti gli altri
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punti dell'oggetto e di tutti gli altri
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oggetti
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quello che fa la lente allora è prendere
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questa informazione e far fare alle
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all'onda luminosa proveniente da un
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punto dell'oggetto il percorso opposto
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ovvero fa interferire le onde fino ad un
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punto che è chiamato focale che fuoco in
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cui cioè questa luce viene convogliata
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appunto focalizzata per poi propagarsi
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di nuovo e ricostruire l'immagine
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un'immagine in cui cioè ogni punto
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dell'oggetto è stato ricomposto proprio
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perché la luce proveniente da tutte le
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direzioni ha interferito di nuovo come
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dire al contrario in modo da ricostruire
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la visione è l'oggetto iniziale un
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aspetto fondamentale è che la luce
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proveniente da ogni punto dell'oggetto
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arriva su ogni punto della lente quindi
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l'informazione dell'oggetto sta su tutti
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i punti della lente o meglio su ogni
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punto della lente c'è tutta
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l'informazione necessaria
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lo stesso avviene per esempio con una
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finestra
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tra se voi avete una finestra con una
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vista su un paesaggio vi affacciate a
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questa finestra vedete il paesaggio nel
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caso in cui dimezzate
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la dimensione della finestra non
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vedreste metà del paesaggio perché tutta
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l'informazione cioè tutta la vita del
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paesaggio è disponibile in ogni punto
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della finestra quindi dimezzando la
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finestra non dimezzata il paesaggio che
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vedete
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ma avete sempre tutto lo stesso
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paesaggio che vedeva te prima la
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fotografia funziona in modo simile alla
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vista ovvero un immagine che viene
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creata da una lente ricostruendo quindi
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che le onde luminose riflesse dagli
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oggetti facendo le interferire
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opportunamente vengono impresse su di
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una lastra fotografica quello che viene
00:08:58
registrata quindi dalla lastra
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fotografica è un'immagine creata da una
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lente solamente su una in una posizione
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ben precisa quindi in uno spazio
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bidimensionale non ha una
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tridimensionalità informazioni
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television ale è andata persa nel
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momento in cui la lente a avrei
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costruito l'immagine stessa appunto
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facendo interferire tra loro le onde
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proveniente dai diversi punti dello
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spazio veniamo ora agli ologrammi leo
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drammi sono come detto diffusi anche
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nella vita quotidiana per esempio nelle
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stampe delle banconote per distinguere
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le banconote appunto dai falsi
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tuttavia non vanno confuse con le
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stampelle mitico lari che sono quelle di
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alcuni per esempio carte collezionabili
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che ruotando le guardando le diverse
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angolazioni si vedono immagini diverse
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perché in quel caso è proprio la
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struttura della pellicola che è fatta in
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modo che fondamentalmente vengono unite
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due o più immagini che sono visibili
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però solamente da angolazioni differenti
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però rimangono sempre immagini
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bidimensionali gli ologrammi sono dunque
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invece intrinsecamente tridimensionali a
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differenza delle fotografie perché sono
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registrazioni appunto tridimensionale
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del campo di luce provenienti da un
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oggetto e non dell'immagine prodotta da
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una lente dell'oggetto stesso infatti
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gli ologrammi vengono prodotti senza
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lenti allora come vengono prodotti gli
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ologrammi per produrre un ologramma è
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necessario un campo di luce un fascio di
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luce coerente
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dov'è la coerenza sta a significare che
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l'onda ha la stessa frase
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diciamo così in ogni punto del suo
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fronte quindi è un fascio come appunto
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quello di una luce laser focalizzato e
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appunto collimato e coerente se nello
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spazio che nel tempo
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il fascio laser viene quindi sdoppiato e
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una parte colpisce l'oggetto e viene
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riflessa sul supporto su cui viene
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creato appunto l'ologramma mentre
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l'altra parte del fascio finisce
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direttamente sulla supporto a punto
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olografico interferendo con l'altra metà
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è invece contiene l'informazione
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dell'oggetto perché è stata riflessa
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dall'oggetto stesso l'interferenza di
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questi due fasci laser permette proprio
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di costruire loro gramma quando poi un
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altro fascio laser colpisce l'ologramma
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viene ricostruita l'immagine
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tridimensionale dell'oggetto di partenza
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questo perché quando noi vediamo un
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oggetto per vederlo in tre dimensioni
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appunto come detto la luce si propaga e
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la lente che si trova diciamo così
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all'interno del nostro occhio
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ricostruisce l'immagine di quell'oggetto
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facendo interferire le onde per
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provenienti dalla riflessione di questo
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oggetto l'ologramma ovviamente non è
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l'oggetto stesso ma contiene quella
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stessa interferenza quindi contiene
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l'informazione che viene portata dalla
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luce dopo aver colpito un oggetto e
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quindi quando il
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l'ologramma viene colpito da un fascio
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di luce ai nostri occhi
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arriva null'altro che l'interferenza tra
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la luce diciamo così del fascio laser e
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di quello del supporto che aveva già
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immagazzinato l'informazione
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dell'interferenza una caratteristica
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peculiare assolutamente straordinaria
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degli ologrammi è che tutta
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l'informazione dell'oggetto
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tridimensionale che vogliamo riprodurre
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nella law gramma è contenuto in ogni
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punto dell'ologramma quindi se per una
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fotografia
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occultandone parte della fotografia
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perdiamo parte dell'informazione in un
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ologramma anche tagliando o rimuovendo
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appunto una parte dell'ologramma vediamo
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sempre lo stesso oggetto cioè
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l'informazione infatti è contenuta in
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tutti i punti dello del dell'ologramma
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stesso
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ma veniamo allora all'esperimento di
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olografia quantistica
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non si tratta altro che della
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realizzazione di un ologramma come
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descritto precedendo precedenza con un
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fascio laser che viene sdoppiato ma in
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questo caso viene sfruttata una
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proprietà specifica della meccanica
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quantistica ovvero la natura
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corpuscolare delle particelle e anche in
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questo caso della luce ovvero i fotoni
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in particolare la proprietà che viene
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utilizzata è l'entanglement quantistico
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ovvero due fasci laser o meglio un
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fascio laser che viene sdoppiato si
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trova in uno stato collettivo in cui i
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due fasci risentono diciamo così dello
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stato dell'altro
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in questo modo è possibile realizzare un
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ologramma in maniera molto più precisa e
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accurata anche a livello appunto
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microscopico e nanometrico perché i due
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fasci non vengono fatti interferire fra
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di loro cioè non vengono sovrapposti
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i due fasci laser ma vengono portati su
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due supporti diciamo così su due lastre
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differenti e l'ologramma viene poi
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ricostruito a posteriori sopra
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ponendo questi queste due figure in
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quanto appunto costruite da due fasci
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laser che però in realtà proveniva da
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uno stesso stato quantistico e quindi
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sono fra loro collegati mantenendo
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quindi quella proprietà di coerenza
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ovvero di essere in fase come è
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descritto in precedenza la tecnica delle
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low grafia in realtà non è nemmeno così
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rara nella ricerca scientifica
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infatti nell'ambito della fisica appunto
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viene utilizzato anche con elettroni
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neutroni per migliorare ad esempio la
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risoluzione del microscopio elettronico
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a trasmissione ed è molto importante
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perché permette di ricostruire un
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informazione appunto tridimensionale
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facendo interferire fra loro delle onde
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che possono essere onde appunto luminose
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ma anche onde elettroniche come appunto
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nel caso del microscopio elettronico a
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trasmissione e con questo è tutto
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spero che il video vi sia piaciuto in
00:15:48
questo caso lasciate un live iscrivetevi
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al canale e condividetelo con i vostri
00:15:53
amici
00:15:53
se vi va commentate anche con scrivendo
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l'oggetto che vorreste rappresentare con
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un ologramma
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io sceglierei probabilmente una
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paperella da bagno ciao ci vediamo nei
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prossimi video
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[Musica]
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[Musica]
