I protoni nel nucleo sono tenuti insieme da... [Archivio]

Zebiwe

11-10-2004, 20:00

Preso da qui (http://ulisse.sissa.it/SingleQuestionAnswerProfile.jsp?questionCod=62390637)
Il nucleo atomico è in generale costituito da protoni, particelle con carica positiva, e da neutroni che invece sono elettricamente neutri, come si evince dal nome che è stato deciso di attribuire loro. Protoni e neutroni all'interno del nucleo vengono anche chiamati nucleoni. Le cariche elettriche interagiscono tra loro mediante la forza elettrostatica, anche nota come coulombiana: essendo i protoni dotati di carica positiva, tale forza è repulsiva, ovvero tenderebbe a farli allontanare indefinitamente l'uno dall'altro. Questa forza continua a essere presente, cioè, a esercitarsi anche fra protoni all'interno di un nucleo atomico, pertanto è inesatto affermare che "i protoni non risentono della forza di Coulomb all'interno del nucleo".

Al contrario, i protoni all'interno del nucleo risentono eccome della repulsione coulombiana; ciò che però avviene per i nucleoni all'interno del nucleo è che esiste anche una seconda forza, detta interazione forte (della quale ancora non si conosce un'espressione analitica, essendo le sue modalità di esplicazione piuttosto complesse) la quale è responsabile della mutua attrazione di neutroni e protoni tra loro. Ebbene tale forza è indipendente dalla carica dei nucleoni, quindi agisce nello stesso modo per i protoni così come per i neutroni ed è una forza a corto raggio d'azione ovvero una forza che si esplica solo quando i nucleoni si trovano a distanze molto piccole gli uni dagli altri, dell'ordine di poche decine di milionesimi di miliardesimo di metro, ovvero circa 10-14 m, cioè decine di femtometri!

Tale forza è attrattiva a queste distanze ed è di gran lunga più intensa della repulsione elettrostatica fra due cariche protoniche poste alla stessa distanza (da cui il nome di interazione forte); pertanto è responsabile del fatto che i nucleoni si mantengono insieme in un nucleo stabile, nonostante la repulsione mutua di carattere coulombiano dei protoni. È come se l'interazione forte fosse una sorta di collante per i nucleoni all'interno del nucleo atomico.

Un'ulteriore caratteristica di tale forza forte è che diventa repulsiva a distanze più piccole e ciò, insieme alla costanza dell'energia di legame per nucleone, comporta il fenomeno della saturazione delle forze nucleari che si manifesta nel fatto che il nucleo abbia una misura ben definita.

Infatti, contrariamente al raggio atomico (le forze elettrostatiche, responsabili della stabilità atomica, non sono a corto raggio di azione), ciò rende possibile definire bene un raggio nucleare, assimilando un generico nucleo a un volume sferico. La saturazione delle forze nucleari permette inoltre l'analogia dei nuclei con i liquidi, sicché di tale proprietà godono anche le forze chimiche di legame delle molecole in un liquido: uno dei primi modelli del nucleo è stato il modello a goccia di liquido, che rende conto di molti fenomeni squisitamente nucleari quali alcuni aspetti del decadimento beta, il fenomeno della fissione, le leggi del decadimento alfa. A causa del corto range delle forze nucleari esiste quindi una dimensione massima dei nuclei, legata al massimo numero di nucleoni che possono contenere affinché si mantengano stabili, e questo è il motivo per il quale esistono in natura nuclei stabili fino all'uranio 238.

SnakePlissken

11-10-2004, 20:19

Grazie Zebiwe :D

Ma il fatto del repentino cambiamento di carica come si collega?
Voglio dire, la forza forte e questo alternarsi della carica sono due fenomeni che agiscono indipendentemente oppure hanno un preciso fine interdipendente (cioè l'una dipende dall'altro)?

Grazie di nuovo.

Cfranco

11-10-2004, 21:15

Originariamente inviato da SnakePlissken
Grazie Zebiwe :D

Ma il fatto del repentino cambiamento di carica come si collega?
Voglio dire, la forza forte e questo alternarsi della carica sono due fenomeni che agiscono indipendentemente oppure hanno un preciso fine interdipendente (cioè l'una dipende dall'altro)?

Grazie di nuovo.
Non riuscirai mai a capire come funziona finché non consideri la cromodinamica quantistica , fino all' arrivo dei quark la cosiddetta "forza forte" era un grattacapo mica da poco .
Protoni e Neutroni sono infatti costituiti da 3 quark , legati insieme dalla forza forte , quando più nucleoni si trovani insieme i quark ( si dividono in "up" con carica +2/3 e "down" con carica -1/3 ) se ne vanno a spasso liberamente .
Prendiamo un nucleo di elio 4 , nominalmente é costituito da 2 protoni ( due quark up e un down ciascuno ) e 2 neutroni ( 1 up e 2 down ) , quando sono insieme vediamo solo 12 quark mescolati assieme , la separazione tra protoni e neutroni viene a mancare .
La forza forte é una bestia un po' strana , una delle caratteristiche più anti-intuitive é che la forza aumenta al crescere della distanza quindi ogni quark é libero di scorrazzare senza freni finché rimane nel nucleo , ma non riesce ad allontanarsene se non in compagnia di altri due quark ( ossia in forma di protone o neutrone ) .

lzeppelin

11-10-2004, 22:32

Esatto la forza nucleare forte, mediata non mi ricordo più da quale quanto... forse il gluone?
Ad ogni modo questa forza è grande ed è quella che si libera con la fissione

thotgor

12-10-2004, 13:42

Le interazioni forti all'interno del nucleo , tra neutroni e protoni, sarebbe data da uno scambio continuo tra nucleoni di particelle chiamate mesoni o pioni, con una massa approssimativa che va da 264 volte a 273 volte quella dell'elettrone. Sarebbe proprio questo scambio continuo e l'interazione reciproca tra protoni e protoni, tra neutroni e neutroni e tra neutroni e protoni a mantenere il nucleo compatto.

SnakePlissken

12-10-2004, 19:13

Grazie ragazzi!

Ma mi sa che mi devo leggere qualcosa riguardo la cromodinamica quantistica ...sperando di riuscire a reggerla almeno per un po'!! Sarà qualcosa di proprio tosto!

Ciao!!

Banus

16-10-2004, 23:43

Originariamente inviato da thotgor
Le interazioni forti all'interno del nucleo , tra neutroni e protoni, sarebbe data da uno scambio continuo tra nucleoni di particelle chiamate mesoni o pioni, con una massa approssimativa che va da 264 volte a 273 volte quella dell'elettrone. Sarebbe proprio questo scambio continuo e l'interazione reciproca tra protoni e protoni, tra neutroni e neutroni e tra neutroni e protoni a mantenere il nucleo compatto.
Più o meno ;)
E' un altro modo per descrivere il residuo di interazione forte fra i quark dei nucleoni. I quark sono tenuti insieme dai gluoni. L'equivalente di carica per la forza forte è il "colore" o "sapore" (da cui il nome). Scambiandosi i gluoni i quark cambiano continuamente "colore". Su scala più grande, nel nucleo atomico, i pioni trasformano continuamente i protoni in neutroni e viceversa. Si può vedere tutto come un'interazione complessa fra i vari quark che compongono i nucleoni all'interno del nucleo atomico. Dovrebbe essere questo il punto di vista della Lattice Quantum Chromodynamics (LQCD), versione dell teoria particolarmente adatta alle simulazioni.

thotgor

17-10-2004, 12:23

Originariamente inviato da Banus
Più o meno ;)
E' un altro modo per descrivere il residuo di interazione forte fra i quark dei nucleoni. I quark sono tenuti insieme dai gluoni. L'equivalente di carica per la forza forte è il "colore" o "sapore" (da cui il nome). Scambiandosi i gluoni i quark cambiano continuamente "colore". Su scala più grande, nel nucleo atomico, i pioni trasformano continuamente i protoni in neutroni e viceversa. Si può vedere tutto come un'interazione complessa fra i vari quark che compongono i nucleoni all'interno del nucleo atomico. Dovrebbe essere questo il punto di vista della Lattice Quantum Chromodynamics (LQCD), versione dell teoria particolarmente adatta alle simulazioni.

:ave:

per carità, io faccio sc. e tecnologie dei materiali, sono indirizzato alla chimica piuttosto che alla fisica (anche se avrò i miei corsi di fisica più avanti) :p

SnakePlissken

17-10-2004, 12:49

Grazie Banus, hai centrato in pieno! :D

Ma c'è una spiegazione sul come facciano i pioni a trasformare i protoni in neutroni? Intervengono sul legame tra i quark (che quindi sono come in un brodo)? E c'è un nome particolare per questo fenomeno?

Grazie di nuovo e scusa se posso sembrare insistente.

Banus

17-10-2004, 15:20

Piano piano... :p
Quelloche so lo prendo dai vari "Le Scienze" e qualche info dal web. Se mi chiedete dettagli matematici vado in crisi :D :D
Tento una spiegazione.

Non l'ho letto da nessuna parte, ma i pioni possono essere visti come "quark scambiati" da una particella all'altra.
I quark non possono essere isolati. La forza di attrazione dei gluoni aumenta con la distanza, e per l'equivalenza E=mc^2 allontanado un quark dagli altri si generano altri quark che lo "rivestono" ottenendo un adrone (particella composta da quark).

Il protone (p) è formato da 2 quark up (u) e da uno down (d). Il neutrone (n) da due down e un up. Il pione positivo (p+) da un up e da un antidown (^d), il pione negativo (p-) da un antiup (^u) e da un down.

p -> n + p+
uud -> udd + u^d

Un protone diventa un neutrone ed emette un pione +. Un quark up viene rimpiazzato da uno down e l'antidown generato (si genera sempre una coppia particella-antiparticella) si lega al quark up formando il pione.

n -> p + p-
udd -> uud + ^ud

Leggendo da destra a sinistra si vede che un neutrone ricevendo un pione+ diventa un protone e così via. Il numero di protoni e neutroni infatti deve rimanere sempre lo stesso.

SnakePlissken

17-10-2004, 20:18

Grazie infinite!
Ora ci ragiono un po' su. :)

Banus

10-01-2005, 17:52

Originariamente inviato da Banus
L'equivalente di carica per la forza forte è il "colore" o "sapore" (da cui il nome).
Recupero questo thread (segnalato da Christina :D) per correggere una banfa che ho scritto :p
Il sapore indica il tipo dei quark (u,d,s,c,b,t), e il colore la "carica". Non sono sinonimi :p

Per saperne di più:
http://it.wikipedia.org/wiki/Quark

lowenz

11-01-2005, 18:16

Voi non lo sapete ma Banus è un fisico teorico mancato ;) che poi si è dato all'ingegneria :)

Un giorno voglio la sfida intellettuale Banus vs Christina :D

lowenz

11-01-2005, 18:23

Originariamente inviato da thotgor
particelle chiamate mesoni o pioni

Si è deciso di chiamarle pioni, perchè con mesoni ormai si indica una famiglia di adroni ;)
Inzialmente si era dato il nome mesone perchè aveva massa "intermedia" fra quelle delle particelle allora conosciute.

Per i particolari:
http://it.wikipedia.org/wiki/Pione

lowenz

11-01-2005, 18:46

C'ho un dubbio: come si concilia

Originariamente inviato da Banus
n -> p + p-

con
http://it.wikipedia.org/math/4f2fbf9abf6162c349f5741f048531ba.png (decadimento beta)?

Le masse non tornano :muro: :muro: :muro: :D

Banus

11-01-2005, 19:26

Originariamente inviato da lowenz
Le masse non tornano :muro: :muro: :muro: :D
Ovvio che non tornano ;)
I mesoni pi scambiati sono particelle virtuali. Yukawa è stato il primo a proporre lo scambio di particelle virtuali nelle interazioni. Feynman ha applicato questo concetto nella QED ad esempio.

lowenz

11-01-2005, 21:26

Originariamente inviato da Banus
Ovvio che non tornano ;)
I mesoni pi scambiati sono particelle virtuali. Yukawa è stato il primo a proporre lo scambio di particelle virtuali nelle interazioni. Feynman ha applicato questo concetto nella QED ad esempio.

beh, capisco la virtualità, ma stando a quello che so io il pione HA una massa.
Sono le addizioni ad essere virtuali allora? :D

Banus

11-01-2005, 21:45

Originariamente inviato da lowenz
beh, capisco la virtualità, ma stando a quello che so io il pione HA una massa.
Le particelle virtuali per definizione sono quelle che violano la conservazione dell'energia, a patto che la violazione duri per un tempo sufficientemente breve. Per questo non è possibile rilevarle, e non ha nemmeno senso chiedersi se esistono davvero :p
Se fosse possibile rilevarle, sarebbe violata la conservazione dell'energia.

lowenz

11-01-2005, 22:13

Originariamente inviato da Banus
Le particelle virtuali per definizione sono quelle che violano la conservazione dell'energia, a patto che la violazione duri per un tempo sufficientemente breve. Per questo non è possibile rilevarle, e non ha nemmeno senso chiedersi se esistono davvero :p
Se fosse possibile rilevarle, sarebbe violata la conservazione dell'energia.

Ma quindi tutte le loro caratteristiche (vita, ecc) sono puramente teoriche ed esse stesse sono un puro oggetto/strumento del modello legato alla teoria pippoplutopaperino in voga.....mmmmm. :muro:

Banus

11-01-2005, 22:23

Originariamente inviato da lowenz
Ma quindi tutte le loro caratteristiche (vita, ecc) sono puramente teoriche ed esse stesse sono un puro oggetto/strumento del modello legato alla teoria pippoplutopaperino in voga.....mmmmm. :muro:
L'importante è che diano previsioni azzeccate e la QED ci azzecca fino all''ottava cifra decimale :D
Per i quark ci sono più problemi ma sono di tipo matematico, insomma i computer che abbiamo sono ancora poco potenti :p

Allora è meglio se non ti parlo di cosa succede combinando relatività generale e fisica quantistica, emerge che alla scala di Plank (10^-35 m) materia e assenza di materia sono di fatto indistinguibili :p

Zontar

11-01-2005, 22:56

Originariamente inviato da Banus
Le particelle virtuali per definizione sono quelle che violano la conservazione dell'energia, a patto che la violazione duri per un tempo sufficientemente breve. Per questo non è possibile rilevarle, e non ha nemmeno senso chiedersi se esistono davvero :p
Se fosse possibile rilevarle, sarebbe violata la conservazione dell'energia.

MA allora mi sfugge come abbia fatto Rubbia a vincere il Nobel :confused:

Banus

11-01-2005, 23:04

Originariamente inviato da Zontar
MA allora mi sfugge come abbia fatto Rubbia a vincere il Nobel :confused:
Se si fornisce abbastanza energia è possibile creare la coppia particella-antiparticella senza violare la conservazione dell'energia, e quindi rilevarle. Per questo gli acceleratori di particelle continuano ad aumentare di potenza.. per creare particelle sempre più pesanti.

Zontar

11-01-2005, 23:46

Originariamente inviato da Banus
Se si fornisce abbastanza energia è possibile creare la coppia particella-antiparticella senza violare la conservazione dell'energia, e quindi rilevarle. Per questo gli acceleratori di particelle continuano ad aumentare di potenza.. per creare particelle sempre più pesanti.

Boo...per me c'è un pò di confusione...non capisco neanche cosa c'entrino i pioni nel decadimento beta.

CONFITEOR

12-01-2005, 03:45

Originariamente inviato da Cfranco
Non riuscirai mai a capire come funziona finché non consideri la cromodinamica quantistica , fino all' arrivo dei quark la cosiddetta "forza forte" era un grattacapo mica da poco .

Prendiamo un nucleo di elio 4 , nominalmente é costituito da 2 protoni ( due quark up e un down ciascuno ) e 2 neutroni ( 1 up e 2 down ) , quando sono insieme vediamo solo 12 quark mescolati assieme , la separazione tra protoni e neutroni viene a mancare .

Infatti, sebbene elettrone e protone siano particelle stabili(insieme ai neutrini),
non mi pare proprio corretto dire che gli atomi sono composti da elettroni, protoni e neutroni,
fu un'estrapolazione fatta all'alba della scienza atomica dal...gioco del biliardo.

gli atomi sono atomi, le suddette particelle si manifestano come radiazioni dagli atomi,
ed infatti elettroni e protoni furono scoperti come radiazioni beta e alfa,

ma all'interno di un atomo non ci sono esattamente quelle palline colorate dei modellini,
c'è certo una repulsione elettrostatica, sovrastata però dalla forza forte.
la quale forza forte è un'interazione dei quark

perchè in natura non esistono elementi pesanti oltre un certo limite?
perchè, appunto la forza forte ha un raggio limitato.

CONFITEOR

12-01-2005, 04:00

Originariamente inviato da Banus
Piano piano... :p
Quelloche so lo prendo dai vari "Le Scienze" e qualche info dal web. Se mi chiedete dettagli matematici vado in crisi :D :D
Tento una spiegazione.

Un protone diventa un neutrone ed emette un pione +.
Come sai il protone è una particella stabile al di fuori del nucleo...

ciò significa che nell'atomo agiscono realmente altre particelle di cui il protone è una manifestazione.

La teoria citata del cambiamento continuo di protoni e neutroni, e quella originale di Yukawa del 1935, all'alba quindi della fisica nucleare, quando non si sospettava ancora l'esistenza dei quark

lowenz

12-01-2005, 09:16

Originariamente inviato da Zontar
Boo...per me c'è un pò di confusione...non capisco neanche cosa c'entrino i pioni nel decadimento beta.

infatti non c'entrano, solo che interessano entrambi la "vita" di protoni e neutroni.

lowenz

12-01-2005, 09:21

Originariamente inviato da Banus
Allora è meglio se non ti parlo di cosa succede combinando relatività generale e fisica quantistica, emerge che alla scala di Plank (10^-35 m) materia e assenza di materia sono di fatto indistinguibili :p

Ma questo lo so :p

Come hai detto dopo infatti possono essere create negli acceleratori, come infatti sapevo io. Quindi così "virtuali" non sono e una massa ce l'hanno - almeno gli adroni - per 10^-xy secondi :D Se non altro perchè E=mc^2 :)

Banus

12-01-2005, 10:06

Originariamente inviato da CONFITEOR
La teoria citata del cambiamento continuo di protoni e neutroni, e quella originale di Yukawa del 1935, all'alba quindi della fisica nucleare, quando non si sospettava ancora l'esistenza dei quark
Il mio è un tentativo di conciliare la spiegazione di Yukawa con l'attuale teoria dell'interazione forte, dal momento che l'interazione fra quark o fra nucleoni non sono che due aspetti dello stesso fenomeno.
Yukawa non avendo l'idea di quark ha semplicemente formulato una teoria quantistica di campo, dove il pione faceva da particella vettore del campo.

Come hai detto dopo infatti possono essere create negli acceleratori, come infatti sapevo io. Quindi così "virtuali" non sono e una massa ce l'hanno - almeno gli adroni - per 10^-xy secondi Se non altro perchè E=mc^2
Il mio problema è appunto capire se è misurabile senza perturbarla o è se solo una massa ottenuta da m=E/c^2.
Prima di tutto, in fisica quantistica non esiste la misurazione senza perturbazione ;)
Dal vuoto possono emergere tranquillamente anche dei protoni virtuali, ma anche se hanno una vita media superiore a quella dell'universo dopo 10^-xy secondi devono sparire. La cosa è diversa se emergono dalla collisione, ad esempio, di due fotoni energetici.

lowenz

12-01-2005, 10:27

Originariamente inviato da Banus
Prima di tutto, in fisica quantistica non esiste la misurazione senza perturbazione ;)

difatti ho cancellato la frase dal mio post perchè mi sono accorto che non aveva senso in questo contesto :D Vedi ora dell'ultima modifica, 10:21 ;)

Zontar

12-01-2005, 10:30

Originariamente inviato da lowenz
infatti non c'entrano, solo che interessano entrambi la "vita" di protoni e neutroni.

Si ma i pioni con la vita dei neutroni e protoni non c'entrano un granché...

Zontar

12-01-2005, 10:32

Originariamente inviato da Banus
Il mio è un tentativo di conciliare la spiegazione di Yukawa con l'attuale teoria dell'interazione forte

A quindi questa é la fisica secondo Banus :D
adesso capisco

lowenz

12-01-2005, 10:39

Originariamente inviato da Zontar
Si ma i pioni con la vita dei neutroni e protoni non c'entrano un granché...

Beh mica tanto, dato che erano stati ipotizzati (e tuttora fanno parte degli adroni) come appunto i vettori di campo d'interazione forte, come aveva detto Banus.

lowenz

12-01-2005, 10:41

Originariamente inviato da Zontar
A quindi questa é la fisica secondo Banus :D
adesso capisco

La fisica intra-nucleare è pressochè tutta un'opinione attualmente. Ognuno può creare una propria teoria, basta che non contraddica le osservazioni fatte. Pensi che esista "una" fisica?
Tuttora relatività e meccanica quantistica restano inconciliate per molti aspetti.

Zontar

12-01-2005, 11:05

Originariamente inviato da lowenz
Beh mica tanto, dato che erano stati ipotizzati (e tuttora fanno parte degli adroni) come appunto i vettori di campo d'interazione forte, come aveva detto Banus.

Era stato anche ipotizzato che la Terra fosse piatta e che il Sole le girasse intorno...e allora :confused:

CONFITEOR

12-01-2005, 11:08

Originariamente inviato da Zontar
a ......soreta?

Zontar

12-01-2005, 11:10

Originariamente inviato da CONFITEOR
......soreta?

Sorry, non mi é partito il reply, cmq. ho modificato il messaggio riscrivendo :D

Zontar

12-01-2005, 11:12

Originariamente inviato da lowenz
La fisica intra-nucleare è pressochè tutta un'opinione attualmente. Ognuno può creare una propria teoria, basta che non contraddica le osservazioni fatte. Pensi che esista "una" fisica?
Tuttora relatività e meccanica quantistica restano inconciliate per molti aspetti.

Cmq. se il livello del thread é questo non credo neanche valga la pena rispondere.

Banus

12-01-2005, 11:18

Originariamente inviato da Zontar
A quindi questa é la fisica secondo Banus :D
adesso capisco
Ho provato solo a vedere se si riusciva a dedurre i pioni dai quark. :p
Dal momento che sulla rete non ho trovato niente ho buttato giù un paio di reazioni "ingenue", e sembra che tutto torni :D

La fisica intra-nucleare è pressochè tutta un'opinione attualmente. Ognuno può creare una propria teoria, basta che non contraddica le osservazioni fatte. Pensi che esista "una" fisica?
Insomma, non generalizziamo. Ad ora interazione elettromagnetica, debole e forte hanno ciascuna una teoria quantistica di campo (con previsioni verificate). Insieme formano il cosidetto Modello Standard.
I problemi (e le teorie "personali") ci sono per l'unificazione fra interazione forte e elettrodebole (per elettomagnetica e debole c'è già una teoria verificata da Rubbia :D ), e per la gravità quantistica.

lowenz

12-01-2005, 11:30

Originariamente inviato da Banus
Insomma, non generalizziamo. Ad ora interazione elettromagnetica, debole e forte hanno ciascuna una teoria quantistica di campo (con previsioni verificate). Insieme formano il cosidetto Modello Standard.
I problemi (e le teorie "personali") ci sono per l'unificazione fra interazione forte e elettrodebole (per elettomagnetica e debole c'è già una teoria verificata da Rubbia :D ), e per la gravità quantistica.

Volevo difenderti io :cry: :cry: :D
Cmq manca appunto una teoria unificante.

lowenz

12-01-2005, 11:38

Originariamente inviato da Zontar
Cmq. se il livello del thread é questo non credo neanche valga la pena rispondere.

Boh, cosa intendi? Sei troppo superiore a noi? :D
Dicci pure quello che pensi a riguardo di pioni e interazione forte, non capisco perchè tu dica "non credo neanche valga la pena rispondere". Mica siamo in Politica qui, puoi esporci il tuo pensiero riguardo a senza scatenare nessun flame ;)

Come poi ho detto ero intervenuto "a difesa" di Banus con quelle parole ;)

lowenz

12-01-2005, 11:40

Originariamente inviato da Zontar
Era stato anche ipotizzato che la Terra fosse piatta e che il Sole le girasse intorno...e allora :confused:

Vorrei farti gentilmente notare che qui parliamo di cose difficilmente misurabili: la fisica delle particelle è il massimo campo dove vige il principio di indeterminazione ;)
Inoltre una teoria non perde validità finchè non si trova un controesempio: per la Terra è stato trovato, per la fisica delle particelle è un po' tutto più complicato :D

Inoltre nessuna teoria è VERA, è al massimo VALIDA in assenza di controesempi (se ti interessi di pensiero scientifico saprai che è così) ;)

Banus

12-01-2005, 11:49

Originariamente inviato da lowenz
Vorrei farti gentilmente notare che qui parliamo di cose difficilmente misurabili: la fisica delle particelle è il massimo campo dove vige il principio di indeterminazione ;)
Non è tanto questo quanto il fatto che molte previsioni superano di molto le possibilità di rilevazione. Ad esempio se una teoria mi prevede una vita media del protone di 10^31 anni e un'altra di 10^36 anni è un po' difficile discriminare, o falsificare entrambe. Tra l'altro la prima è stata falsificata osservando 10000 tonnellate di acqua per un anno, nell'esperimento Super Kamiokande (lo stesso dei neutrini). Per la seconda le cose sono ancora più complicate :p
http://en.wikipedia.org/wiki/Proton_decay

lowenz

12-01-2005, 12:00

Il problema che una teoria che non abbia misurazioni dalla sua parte è una bella teoria, magari molto corretta ed elegante matematicamente, ma non pienamente scientifica, almeno per come la Scienza è stata intesa da Galileo in poi :)

Banus

12-01-2005, 12:12

Originariamente inviato da lowenz
Il problema che una teoria che non abbia misurazioni dalla sua parte è una bella teoria, magari molto corretta ed elegante matematicamente, ma non pienamente scientifica, almeno per come la Scienza è stata intesa da Galileo in poi :)
Infatti è uno dei maggiori problemi della fisica teorica moderna.
Comunque per l'interazione forte ci sono risultati precisi e in perfetto accordo con le previsioni, come lo scattering dei gluoni. Nessun fisico teorico dubita dell'esistenza dei quark.

lowenz

12-01-2005, 12:31

Cmq quello che volevo dire a Zontar è che se è stato accettato dalla comunità scientifica che è possibile per brevi intervalli di tempo non rispettare il principio di conservazione dell'energia ce ne sono di opinioni da proporre per la spiegazione di fenomeni intra-nucleari! In questo senso avevo detto "opinione".

ChristinaAemiliana

12-01-2005, 14:37

Non litigate perché mi sa che state dicendo tutti le stesse cose senza capirvi! :D

lowenz

12-01-2005, 14:45

appunto :)
semplicemente ho detto che quando si mette in discussione un principio portante come è quello di conservazione dell'energia (o della massa se accettiamo E=mc^2) e non supportiamo la teoria con osservazione ripetute che la avallino (altro cardine scientifico è la possibilità di ripetere n volte lo stesso esperimento) siamo nel campo di "profonde opinioni" o "matematismi" o "sofismi matematici".
Un esperimento è bello.....ma 1 è troppo poco: potrebbe coincidere con un'esperienza fortuita legata magari addirittura ad errori di rilevazione dei valori dei parametri sotto osservazione.

Del resto penso che le attuali teorie fra 100 anni sembreranno paleozoiche.....per chi avrà il cervello per capire quelle nuove.
Un po' come la Terra piatta :)
Qui c'è un altro aspetto interessante della fisica moderna: sta diventando maledettamente matematicamente complessa, considerando che una mente umana inizia ad imparare a fare addizioni e sottrazioni alle elementari (almeno a livello sistematico e con "comprensione formale" di quello che fa).

evelon

12-01-2005, 15:13

Originariamente inviato da lowenz
...quando si mette in discussione un principio portante...siamo nel campo di "profonde opinioni" o "matematismi" o "sofismi matematici".

O pippe mentali :D

Scherzo ;)

Originariamente inviato da lowenz
Qui c'è un altro aspetto interessante della fisica moderna: sta diventando maledettamente matematicamente complessa,

vero
:cry:

lowenz

12-01-2005, 15:24

[modalità :O ON]

ormai assistiamo impotenti ad un incessante sprofondare della fisica nel mondo perverso delle teorie assiomatiche.....è colpa di Einstein e delle sue pip....."esperimenti" mentali

[modalità :O OFF]

:p :sofico:
dai è carino :D :D

ChristinaAemiliana

12-01-2005, 15:38

Comunque, per come la so io...:p

La teoria di Yukawa è una teoria datata ma comoda, soprattutto è intuitiva e ben si presta per scopi divulgativi. Anche io, se mi chiedono perché nel nucleo i protoni non si respingono e i neutroni ci restano confinati pur essendo neutri, tante volte me la cavo parlando della teoria di campo e di pioni scambiati. Perché complicare la vita alla gente introducendo quark di vari sapori e 8 colori? :D Poi è ovvio che, se il richiedente è uno che mastica un po' di fisica, ci si può permettere di spiegare che in realtà i nucleoni sono composti ciascuno da tre quark, che i quark si attraggono reciprocamente a causa del loro colore, e che quindi questa attrazione si realizzerà sia tra quark dello stesso nucleone sia tra quark di nucleoni differenti. Così esiste l'interazione forte all'interno dei nulceoni e l'interazione forte residua tra nucleone e nucleone all'interno dello stesso nucleo, analogamente a come esiste, ad esempio, la carica elettrica positiva e negativa nell'atomo ma anche la polarità delle molecole...;)

Per quanto riguarda le particelle virtuali che compaiono come mediatori delle forze fondamentali: loro possono violare i teoremi di conservazione, visto che il compito dei quanti mediatori è essenzialmente quello di scambiare energia e/o impulso o portare un'unità di numero quantico da una particella a un'altra durante un'interazione. Le leggi di conservazione vengono rispettate tra le particelle reali, prima e dopo l'interazione; durante l'interazione, nelle teorie di campo compare questo mediatore che può non rispettare la conservazione, ma non deve stupirci troppo...anche quando studiamo un urto o una forza impulsiva applichiamo i nostri teoremi di conservazione all'istante prima e all'istante dopo, senza preoccuparci troppo di forze che vanno a infinito e altra roba strana che succede per un istante...:D

Nulla vieta, cmq, alle particelle virtuali di "materializzarsi" se c'è abbastanza energia. Se la particella virtuale portava una certa quantità di energia e impulso può trasferirne solo una parte e usare la rimanente per materializzare se stessa. In questo caso la particella virtuale diventa reale e compare nello stato finale del sistema, e in quanto particella reale entra a far parte del bilancio di energia, impulso e numeri quantici. Per questo Rubbia per osservare W+, W- e Z0 ebbe bisogno di far scontrare protoni e antiprotoni con energia sufficiente a far materializzare particelle tanto massive. ;)

evelon

12-01-2005, 15:48

Originariamente inviato da ChristinaAemiliana
Poi è ovvio che in realtà i nucleoni sono composti ciascuno da tre quark, che i quark si attraggono reciprocamente a causa del loro colore

Non è la realtà ma solo la nostra modellizzazione della realtà.
:read:

Ok, me ne vado :ops2:

ChristinaAemiliana

12-01-2005, 15:50

Originariamente inviato da evelon
Non è la realtà ma solo la nostra modellizzazione della realtà.
:read:

Ok, me ne vado :ops2:

C'hai raggione! :sofico:

lowenz

12-01-2005, 16:04

Originariamente inviato da evelon
Non è la realtà ma solo la nostra modellizzazione della realtà.

Già, proprio così, sono tutti modelli :cool:

E così l'antico sogno della fysis greca si allontana sempre più :cry: ma io ci credo ancora :)

ChristinaAemiliana

12-01-2005, 16:12

Io invece ho sempre avuto i miei dubbi anche sulla GUT...il campo gravitazionale è troppo diverso dagli altri...:p

evelon

12-01-2005, 16:18

Originariamente inviato da ChristinaAemiliana
Io invece ho sempre avuto i miei dubbi anche sulla GUT...il campo gravitazionale è troppo diverso dagli altri...:p

cioe ?
a che ti riferisci ?
al suo mediatore? (il gravitone, che nome ridicolo... :p )

ChristinaAemiliana

12-01-2005, 16:26

Originariamente inviato da evelon
cioe ?
a che ti riferisci ?
al suo mediatore? (il gravitone, che nome ridicolo... :p )

Guarda, dopo aver incontrato gli "anyoni" e i "riscioni" ( :rotfl: !!!), "gravitoni" mi sembra quasi carino...:D

Cmq no, mi riferisco al fatto che il campo gravitazionale agisca così universalmente...non ci sono casi in cui non agisca o in cui agisca differentemente a seconda di certe proprietà della materia. Mi sembra intrinsecamente diverso dagli altri campi, tant'è che è stato possibile incorporarlo in una struttura metrica nelle relatività generale. ;)

Cfranco

12-01-2005, 16:55

Originariamente inviato da ChristinaAemiliana
Guarda, dopo aver incontrato gli "anyoni" e i "riscioni" ( :rotfl: !!!), "gravitoni" mi sembra quasi carino...:D
Ci sono sempre Fotini e Squark dietro l' angolo :asd:

Banus

12-01-2005, 21:19

Originariamente inviato da ChristinaAemiliana
Io invece ho sempre avuto i miei dubbi anche sulla GUT...il campo gravitazionale è troppo diverso dagli altri...:p
Ma la GUT non è l'unificazione di tutte le forze tranne la gravitazione? (si sono pignolo :p).
La GUT è fattibile perchè per tutte e tre le interazioni è disponibile una formulazione quantistica di campo, però non si riesce proprio a trovare una teoria che faccia previsioni corrette, o verificabili :p.
http://en.wikipedia.org/wiki/Grand_unification_theory

Per la gravitazione non esiste nemmeno una formulazione quantistica, dal momento che la rinormalizzazione non funziona, e quindi saltano fuori quantità infinite.
Questosignifica che il gravitone potrebbe non esistere.. la Loop Quantum Gravity infatti mi pare che non li preveda.

ChristinaAemiliana

12-01-2005, 22:00

Originariamente inviato da Banus
Ma la GUT non è l'unificazione di tutte le forze tranne la gravitazione? (si sono pignolo :p).
La GUT è fattibile perchè per tutte e tre le interazioni è disponibile una formulazione quantistica di campo, però non si riesce proprio a trovare una teoria che faccia previsioni corrette, o verificabili :p.
http://en.wikipedia.org/wiki/Grand_unification_theory

Per la gravitazione non esiste nemmeno una formulazione quantistica, dal momento che la rinormalizzazione non funziona, e quindi saltano fuori quantità infinite.
Questosignifica che il gravitone potrebbe non esistere.. la Loop Quantum Gravity infatti mi pare che non li preveda.

Sì, è vero, mi sono espressa da cani perché stavo facendo 10 cose insieme! Manca proprio un pezzo di frase che pensavo di aver scritto, e invece no...questo accade perché scrivo i post a rate!!! :stordita:

Sì, la GUT è l'unificazione della QCD e della teoria elettrodebole, e i dubbi che ho riguardano appunto la mancanza di prove sperimentali significative...insomma, ragionevolmente è fattibile, ma probabilmente non abbiamo ancora azzeccato la strada per realizzarla. :)

Per quello che riguarda le "teorie superunificate" che mirano a quantizzare la gravità, invece, secondo me siamo a tutt'altro livello...non si tratta di un problema di "come" farlo, ma proprio concettualmente l'idea di trattare la forza gravitazionale come le altre mi disturba...quindi guardo con estremo dubbio la teoria delle superstringhe e le sue affini, mentre al contrario aspetto con fervore evidenze sperimentali della GUT! ;)

Banus

12-01-2005, 22:25

Originariamente inviato da ChristinaAemiliana
Per quello che riguarda le "teorie superunificate" che mirano a quantizzare la gravità, invece, secondo me siamo a tutt'altro livello...non si tratta di un problema di "come" farlo, ma proprio concettualmente l'idea di trattare la forza gravitazionale come le altre mi disturba...quindi guardo con estremo dubbio la teoria delle superstringhe e le sue affini, mentre al contrario aspetto con fervore evidenze sperimentali della GUT! ;)
Ero parecchio scettico anche io finchè non ho trovato materiale molto interessante qui:
http://www.motionmountain.net/index.html

nella sezione 3.
L'autore procede con una serie di Gendakenexperiment alla Einstein. E' terribile quando mostra come alla scala di Planck praticamente saltano tutti i concetti che abbiamo: punto, istante di tempo, numero di dimensioni, topologia dello spazio, massa. :D
Questo giustifica il ricorso a teorie "strane" come le superstringhe.
L'assunto alla base delle considerazioni è che la fisica quantistica e la gravitazione si comportino più o meno allo stesso modo fino alla scala di Planck.

In uno degli esperimenti mostra come ad un certo punto è impossibile stabilire se una particella è un fermione o un bosone. La supersimmetria dovrebbe essere quindi una teoria che prevede l'unificazione fra i due tipi di particelle ad altissime energie, e rottura spontanea di simmetria che darebbe origine alle particelle supersimmetriche, e alle particelle che conosciamo, alle basse energie.

Cfranco

12-01-2005, 22:48

Originariamente inviato da Banus
Per la gravitazione non esiste nemmeno una formulazione quantistica, dal momento che la rinormalizzazione non funziona, e quindi saltano fuori quantità infinite.

Questo non é esatto , la quantizzazione del campo gravitazionale é stata ricavata diverso tempo fa ( nel 1960 ! ) da Arnowitt, Deser e Misner , che hanno derivato la cosiddetta equazione ADM o anche "quella maledetta equazione" dagli autori :asd:
Qual é il problema allora ?
Il problema é che l' equazione descrive uno spaziotempo statico dove non esiste il tempo , ecco quindi che per anni la si é additata come esempio del fatto che la quantizzazione della gravità fosse impossibile .
Il fatto é che "quella maledetta equazione" continua nonostante tutto a vivere , e si continua a trovarla ovunque si tenti di quantizzare la relatività generale , in qualunque modo , tanto che qualcuno ha cominciato a sussurrare che in fondo potrebbe anche essere corretta lei e sbagliati noi a cercare un' altra equazione che sia più aderente alle nostre percezioni .

Banus

12-01-2005, 23:10

Originariamente inviato da Cfranco
Questo non é esatto , la quantizzazione del campo gravitazionale é stata ricavata diverso tempo fa ( nel 1960 ! ) da Arnowitt, Deser e Misner , che hanno derivato la cosiddetta equazione ADM o anche "quella maledetta equazione" dagli autori :asd:
Riferimenti? trovo pochissimo sul web :p
Da quel poco che ho capito è una riformulazione della Relatività Generale.
Cosa intendi per spaziotempo statico?
La RG prevede uno spaziotempo statico, infatti è una teoria di tipo classico. Il problema è che una cosa simile è incompatibile con la fisica quantistica, che non può avere linee del tempo definite una volta per tutte.
Per quello che so io tutti i tentativi di quantizzare la gravità sono falliti, ci sono casi con spaziotempo a 2 e 3 D funzionanti ma a 4D ancora nulla. Applicando il metodo di Feynman (alla QED) alla gravità si ottengono integrali che divergono e non c'è modo di farli diventare finiti.

CONFITEOR

13-01-2005, 00:02

Originariamente inviato da ChristinaAemiliana
Cmq no, mi riferisco al fatto che il campo gravitazionale agisca così universalmente...non ci sono casi in cui non agisca o in cui agisca differentemente a seconda di certe proprietà della materia. Mi sembra intrinsecamente diverso dagli altri campi, tant'è che è stato possibile incorporarlo in una struttura metrica nella relatività generale. ;) Tutti i nuclei atomici (tranne l'idrogeno) all'interno dei quali agisce l'interazione forte unitamente alle altre, si sono formati nelle stelle,
ammassi di idrogeno formatisi grazie all'interazione gravitazionale

.....niente gravitazione, niente atomi....

-Una stella di neutroni è una stella compatta in cui il peso della stella è sopportato dalla pressione di neutroni liberi. È una cosiddetta stella degenerata.
I neutroni possono essere uniti a formare enormi "nuclei", fino a diverse volte la massa del Sole. Ma il loro raggio è dell'ordine di 10 km, cioè 70.000 volte più piccolo del Sole. La loro massa è perciò impacchettata in un volume 70.0003 (circa 1014) volte più piccolo, e la densità media è quindi 1014 volte più alta. Questi valori di densità sono i più alti conosciuti, e sono impossibili da riprodurre in laboratorio: per dare un'idea delle condizioni estreme di una stella di neutroni, per riprodurre la densità osservata occorrerebbe comprimere una portaerei nello spazio occupato da un granello di sabbia. Si tratta di una densità simile a quella dei nuclei atomici, ma estesa per decine di chilometri. In effetti, le stelle di neutroni possono essere considerate nuclei atomici giganti, tenuti insieme dalla forza gravitazionale....

quindi, dopo i piccoli nuclei atomici di massa 110/120 tenuti insieme dalla forza forte,
abbiamo in natura questi supernuclei formati da miliardi di miliardi di miliardi....... di particelle
tenuti insieme dalla forza di gravità....

evelon

13-01-2005, 08:26

Originariamente inviato da Cfranco
Questo non é esatto , la quantizzazione del campo gravitazionale é stata ricavata diverso tempo fa ( nel 1960 ! ) da Arnowitt, Deser e Misner , che hanno derivato la cosiddetta equazione ADM o anche "quella maledetta equazione" dagli autori :asd:
Qual é il problema allora ?
Il problema é che l' equazione descrive uno spaziotempo statico dove non esiste il tempo , ecco quindi che per anni la si é additata come esempio del fatto che la quantizzazione della gravità fosse impossibile .
Il fatto é che "quella maledetta equazione" continua nonostante tutto a vivere , e si continua a trovarla ovunque si tenti di quantizzare la relatività generale , in qualunque modo , tanto che qualcuno ha cominciato a sussurrare che in fondo potrebbe anche essere corretta lei e sbagliati noi a cercare un' altra equazione che sia più aderente alle nostre percezioni .

Interessante.

Hai qualche info in più ?

Cfranco

13-01-2005, 08:34

Originariamente inviato da Banus

Cosa intendi per spaziotempo statico?

L' equazione derivata non contiene alcun termine dipendente dal tempo .
Un problema analogo si verifica quando cerchiamo di estendere la funzione di Schroedinger all' universo ( un sistema totalmente chiuso ) , anche in questo caso sparisce il termine dipendente dal tempo .
Fino a qualche anno fa queste equazioni erano considerate errate , ma negli ultimi tempi si sta diffondendo sempre più l' idea che queste equazioni mostrino una realtà fisica molto più profonda .
In effetti il "problema del tempo" é forse il più affascinante dei misteri della natura , fino a oggi ci siamo limitati a mettere una variabile t nelle nostre equazioni e vedere l' evoluzione in dipendenza da questo parametro , ma questi segnali e altri ( come ad esempio il fatto che tutte le equazioni siano simmetriche rispetto a t , mentre nella nostra realtà il tempo ha una direzione ben definita ) hanno fatto suonare un campanello d' allarme , secondo qualcuno una teoria che voglia davvero essere omnicomprensiva dovrebbe far "nascere" il tempo dalle sue equazioni , non riceverlo dall' esterno come parametro , anche se a onor del vero siamo ancora ai Principia di Newton per quanto riguarda questo settore .

lowenz

13-01-2005, 08:46

Originariamente inviato da Cfranco
In effetti il "problema del tempo" é forse il più affascinante dei misteri della natura , fino a oggi ci siamo limitati a mettere una variabile t nelle nostre equazioni e vedere l' evoluzione in dipendenza da questo parametro , ma questi segnali e altri ( come ad esempio il fatto che tutte le equazioni siano simmetriche rispetto a t , mentre nella nostra realtà il tempo ha una direzione ben definita ) hanno fatto suonare un campanello d' allarme , secondo qualcuno una teoria che voglia davvero essere omnicomprensiva dovrebbe far "nascere" il tempo dalle sue equazioni , non riceverlo dall' esterno come parametro , anche se a onor del vero siamo ancora ai Principia di Newton per quanto riguarda questo settore .

Deh dai non siamo ancora Newton quando diciamo che l'entropia non diminuisce mai in un sistema chiuso: lo dico giusto per ricordare che è stata la termodinadica a rompere per prima con Newton (prima di Planck e prima di Einstein) e che la freccia entropica ha sempre quel verso in un sistema chiuso, guarda caso come il tempo come lo conosciamo noi.

Cfranco

13-01-2005, 09:46

Originariamente inviato da lowenz
Deh dai non siamo ancora Newton quando diciamo che l'entropia non diminuisce mai in un sistema chiuso: lo dico giusto per ricordare che è stata la termodinadica a rompere per prima con Newton (prima di Planck e prima di Einstein) e che la freccia entropica ha sempre quel verso in un sistema chiuso, guarda caso come il tempo come lo conosciamo noi.
"l' entropia aumenta col passare del tempo" é solo metà della storia , l' altra metà é che applicando gli stessi metodi si arriva a dire che "l' entropia aumenta tornando nel passato" e qui già non ci siamo proprio , gli spiriti pratici prendono la metà buona e gettano quello che avanza , ma non ci sono dubbi che un lieve mal di pancia lo faccia venire .
In definitiva Newton ha detto che "il tempo é il tempo" e ancora oggi siamo allo stesso concetto , si fanno grossi giri di parole , ma nessuno é riuscito a definire il tempo senza tirare in ballo il tempo stesso , manca totalmente una comprensione fisica .

Banus

13-01-2005, 10:00

Originariamente inviato da Cfranco
L' equazione derivata non contiene alcun termine dipendente dal tempo.
Questo dovrebbe accadere con tutte le teorie di quantizzazione della gravità. Anche la relatività generale "deduce" il tempo dalle equazioni di Einstein.
Un problema analogo si verifica quando cerchiamo di estendere la funzione di Schroedinger all' universo ( un sistema totalmente chiuso ) , anche in questo caso sparisce il termine dipendente dal tempo.
Mi pare che la funzione d'onda dell'universo riprenda l'idea dell'interpretazione a molti mondi di Everett, cioè sarebbe la sovrapposizione di tutte le possibili evoluzioni.
Però ad esempio questo fisico (pag.11):
http://www.motionmountain.net/C11-LGSM.pdf

Sostiene che non esiste la funzione d'onda perchè non è possibile definire uno stato per l'universo.

In effetti il "problema del tempo" é forse il più affascinante dei misteri della natura , fino a oggi ci siamo limitati a mettere una variabile t nelle nostre equazioni e vedere l' evoluzione in dipendenza da questo parametro , ma questi segnali e altri ( come ad esempio il fatto che tutte le equazioni siano simmetriche rispetto a t , mentre nella nostra realtà il tempo ha una direzione ben definita ) hanno fatto suonare un campanello d' allarme , secondo qualcuno una teoria che voglia davvero essere omnicomprensiva dovrebbe far "nascere" il tempo dalle sue equazioni , non riceverlo dall' esterno come parametro , anche se a onor del vero siamo ancora ai Principia di Newton per quanto riguarda questo settore .
Questo discorso vale essenzialmente per la fisica quantistica, dove se si cerca di definire il tempo con un operatore (come si fa con la posizione, o con altri parametri) ci sono problemi, e quindi si preferisce considerare il tempo come dato, almeno nell'equazione di Shrorodringer. Con le equazioni quantistiche relativistiche (ad esempio Dirac) non ho idea di come si proceda.
Con la relatività generale invece le cose sono complicatissime. Addirittura c'è un problema irrisolto, cioè se le equazioni prevedano la possibilità di linee temporali chiuse (colsed timelike curves), che violerebbero la causalità.
Tutte le teorie che non presuppongono uno spazio-tempo preesistente sono dette "background indipendent". La relatività generale, la Loop Quantum Gravity e alcune versioni della teoria delle Stringhe sono background indipendent. In queste teorie le proprietà del tempo (fra cui la direzione) dovrebbero emergere dall'equazione.

lowenz

13-01-2005, 10:03

Originariamente inviato da Cfranco
In definitiva Newton ha detto che "il tempo é il tempo" e ancora oggi siamo allo stesso concetto , si fanno grossi giri di parole , ma nessuno é riuscito a definire il tempo senza tirare in ballo il tempo stesso , manca totalmente una comprensione fisica .

O piuttosto non sappiamo/vogliamo farci un modello di tempo più complesso di quello che riteniamo ovvio.

Allora Zontar come è il livello della discussione? Va bene adesso? ;)
Come vedi sono molte le opinioni alla fine in fisica teorica.

evelon

13-01-2005, 10:14

Originariamente inviato da lowenz
O piuttosto non sappiamo/vogliamo farci un modello di tempo più complesso di quello che riteniamo ovvio.

Non mi sembra che ci siano molti altri modelli oltre al "più ovvio".

Avevo sentito qualcosa nel riguardo rispetto alla teoria delle superstringhe ma credo sia ciò che ha già detto Banus.

Banus

13-01-2005, 10:14

Originariamente inviato da Cfranco
"l' entropia aumenta col passare del tempo" é solo metà della storia , l' altra metà é che applicando gli stessi metodi si arriva a dire che "l' entropia aumenta tornando nel passato" e qui già non ci siamo proprio
Applicando quali metodi? Applicando la termodinamica classica ovviamente si ha sempre un aumento di entropia :p perchè presuppone una direzione del tempo.
Anche in fisica quantistical'entropia entra nel concetto di "decoerenza", che a quanto pare è ancora la spiegazione migliore del problema della misura (sempre meglio del colasso d'onda istantaneo :p), ma anche qui la direzione del tempo è fissata, ed è quella della decoerenza.
Una teoria che preveda l'aumento di entropia in entrambi i versi è evidentemente contraddittoria :p

Cfranco

13-01-2005, 14:14

Originariamente inviato da Banus
Applicando quali metodi? Applicando la termodinamica classica ovviamente si ha sempre un aumento di entropia :p perchè presuppone una direzione del tempo.
Anche in fisica quantistical'entropia entra nel concetto di "decoerenza", che a quanto pare è ancora la spiegazione migliore del problema della misura (sempre meglio del colasso d'onda istantaneo :p), ma anche qui la direzione del tempo è fissata, ed è quella della decoerenza.
Una teoria che preveda l'aumento di entropia in entrambi i versi è evidentemente contraddittoria :p
Non é affatto contraddittoria , il fatto é che le leggi fisiche non distinguono il verso del tempo , nessuna , il terzo principio della termodinamica é l' unico assunto che presupponga una direzione temporale , il problema é che quando si va a spiegare il perché si scopre che gli stessi ragionamenti che hai fatto per dire che inevitabilmente nel futuro l' entropia sarà maggiore del presente si possono fare rovesciando l' asse temporale e ricavandone che nel passato l' entropia era maggiore di oggi :mc:
Anche il collasso della funzione d' onda ( o meglio della decoerenza IMHO ) non aiuta , visto che è definita come quell' avvenimento che avviene in una specifica direzione temporale non puoi dirmi dopo che la direzione temporale é data dal fatto che si verifichi un collasso del pacchetto , é un cane che si morde la coda :D

Banus

13-01-2005, 16:19

Originariamente inviato da Cfranco
il terzo principio della termodinamica é l' unico assunto che presupponga una direzione temporale
Ma non era il secondo principio? :confused:

il problema é che quando si va a spiegare il perché si scopre che gli stessi ragionamenti che hai fatto per dire che inevitabilmente nel futuro l' entropia sarà maggiore del presente si possono fare rovesciando l' asse temporale e ricavandone che nel passato l' entropia era maggiore di oggi
Non riesco a capire dove sia il problema :confused:
Questo per me significa che con l'entropia è possibile stabilire una direzione del tempo ("freccia termodinamica"). Il problema sarebbe capire come mai coincide con la freccia cosmologica (il Big Bang è "avvenuto" nel passato), oppure cercare di dedurre tutto da una teoria in cui la "freccia" sarebbe un teorema e non un principio.

é un cane che si morde la coda :D
Infatti fa riferimento alla termodinamica :p

Cfranco

13-01-2005, 17:04

Originariamente inviato da Banus
Ma non era il secondo principio? :confused:
Ehm
La termodinamica non é mai stata il mio forte :mc:

Non riesco a capire dove sia il problema :confused:
Questo per me significa che con l'entropia è possibile stabilire una direzione del tempo ("freccia termodinamica"). Il problema sarebbe capire come mai coincide con la freccia cosmologica (il Big Bang è "avvenuto" nel passato), oppure cercare di dedurre tutto da una teoria in cui la "freccia" sarebbe un teorema e non un principio.
Il nocciolo del discorso é che tutto deriva dal tempo , l' entropia aumenta con lo scorrere del tempo , la decoerenza avviene in una direzione del tempo , ma cosa sia il tempo nessuno lo sa e perché abbia una freccia definita é un mistero , la fisica non distingue tra passato e futuro , anzi talvolta non tiene proprio conto del tempo , nessuno é neppure riuscito a definirlo in maniera soddisfacente eppure si trova dentro qualsiasi equazione fisica , in realtà cosa rappresenti la variabile t e che significato fisico abbia é tuttora un mistero .

La relatività generale, la Loop Quantum Gravity e alcune versioni della teoria delle Stringhe sono background indipendent. In queste teorie le proprietà del tempo (fra cui la direzione) dovrebbero emergere dall'equazione.
Torno un attimo a commentare questa frase , in realtà nella relatività generale il tempo é una variabile esterna , non emerge dalle equazioni , sono solo le sue variazioni che si ottengono .
Per quanto riguarda le altre due teorie ... finché non ci sarà qualcuno in grado di scriverne le equazioni non si sa se siano indipendenti dal tempo o no , le approssimazioni usate fin qui sono dipendenti da t come tutte le altre ;)

Banus

13-01-2005, 21:56

Originariamente inviato da Cfranco
Torno un attimo a commentare questa frase , in realtà nella relatività generale il tempo é una variabile esterna , non emerge dalle equazioni , sono solo le sue variazioni che si ottengono
Cosa intendi per variabile esterna? Nella RG si definisce un punto nello spazio-tempo con 4 parametri, ma la parametrizzazione è del tutto arbitraria, basta che rispetti certe proprietà. Infatti spesso si dice chela RG è invariante per diffeomorfismi, cioè per cambi di variabile che siano funzioni derivabili. In genere si sceglie la parametrizzazione che dà uno spazio localmente piatto ("localmente geodedico" in termini matematici), ma non è l'unica possibile.
Ad esempio in un buco nero, nella soluzione classica delle equazioni si ottiene che oltrepassato l'orizzonte degli eventi la linea "tempo" è parallela all'orizzonte degli eventi... come si deve interpretare? L'assurdo è che invece scegliendo per la soluzione un sistema di coordinate solidale con un oggetto che sta precipitando nel buco nero si ottiene un "tempo" che scorre senza troppi problemi fino a terminare nella singolarità centrale. Questo strano fatto aveva fregato pure Einstein che infatti credeva che niente sarebbe potuto precipitare nel buco nero (perchè non poteva orbitare abbastanza velocemente.. per sua sfortuna si è limitato alle soluzioni stazionarie :p).
Il salto concettuale di Einstein nella RG è davvero prodigioso.. non riesco a immaginarmi una teoria che si sleghi ancora di più dalla nostra concezione intuitiva di "tempo".

Cfranco

14-01-2005, 08:10

Originariamente inviato da Banus
Cosa intendi per variabile esterna? Nella RG si definisce un punto nello spazio-tempo con 4 parametri, ma la parametrizzazione è del tutto arbitraria, basta che rispetti certe proprietà.
La parametrizzazione é arbitraria , ma é comunque una scelta "esterna" alla teoria , lo spaziotempo non "nasce" automaticamente dalla teoria ma viene solo "modificato" da essa .
Il salto concettuale di Einstein nella RG è davvero prodigioso.. non riesco a immaginarmi una teoria che si sleghi ancora di più dalla nostra concezione intuitiva di "tempo".
Leggiti "La fine del tempo" di Barbour , poi mi dici cosa ne pensi :D
recensione (http://lgxserver.uniba.it/lei/rassegna/031228.htm)

Banus

14-01-2005, 10:18

Originariamente inviato da Cfranco
La parametrizzazione é arbitraria , ma é comunque una scelta "esterna" alla teoria , lo spaziotempo non "nasce" automaticamente dalla teoria ma viene solo "modificato" da essa .
Tutto nella fisica è parametrizzato. Anche in MQ lo stato è individuato da una sovrapposizione di stati possibili ognuno pesato con un certo parametro. Anche in MQ è possibile cambiare parametrizzazione cambiando "base" (in senso vettoriale) nello spazio degli stati.

Leggiti "La fine del tempo" di Barbour , poi mi dici cosa ne pensi :D
recensione (http://lgxserver.uniba.it/lei/rassegna/031228.htm)
Il libro non l'ho letto ma dalla recensione posso fare qualche osservazione :p
La "fine del tempo" è una costante in tutte le teorie di quantizzazione dello spazio-tempo, dal momento che l'impossibilità di misurarlo con precisione arbitraria significa l'impossibilità a una certa scala di distinguere spazio e tempo, cioè, detto "terra terra", quale direzione dello spazio stiamo misurando. Anche Rovelli, uno dei ricercatori più attivi nella Loop Quantum Gravity, dice "il tempo non esiste".
Barbour da quello che ho capito demolisce l'idea del tempo come la percepiamo noi. Ma a questa idea già Einstein aveva dato la prima picconata, mostrando che il tempo non è che una direzione dello spazio.Adesso si cerca di andare oltre.

Citazione
il mutamento " misura il tempo e non viceversa: il tempo non è una misura del mutamento
Mutamento di cosa rispetto a cosa? Rischia di essere una definizione circolare.

Ti sarò sembrato un po' scettico ma ormai vedo molti fisici che si avventurano su discorsi filosofici, e non ne sono immuni neppure Green (teoria delle stringhe) e Hawking. Purtroppo non ci sono dati sperimentali su queste cose, e non per niente i fisici hanno idee molto discordanti.