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Titolo: La fisica moderna e' strana? (WAS Re: Vi prego , aiutatemi!

E questo e' molto strano (oppure e' normale, ma non ci siamo abituati)
Qualche considerazione:
Questa "stranezza" della luce e' in realta'
fondamentale perche' senza di essa ogni misura del tempo
sarebbe impossibile:   Senza un parametro fondamentale
uguale in tutti i sistemi di riferimento, come
sarebbe possibile sincronizzare due orologi posti in
punti spaziali diversi?
Questa fu la prima delle due grandi intuizioni di
Einstin.
La seconda era che ,malgrado le "regole" della relativita'
(come la si intendeva allora) cozzavano con
l'elettromagnetismo, il PRINCIPIO della relativita'
(uguaglianza fra i sistemi di riferimento) doveva
rimanere.
A quel tempo quasi tutti gli altri
fisici avevano abbandonato il concetto stesso di
relativita' introducendo l'etere, (e quindi il sistema
privilegiato fermo rispetto all'etere: Se l'etere
ci fosse veramente le intensita' dei campi
elettrici e magnetici fra due corpi dipenderebbero
dalla velocita' dei due corpi rispetto all'etere).
Da questi due principi ,le trasformazioni spazio-temporali
di Einstein scaturiscono automaticamente.
Quindi, a pensarci bene, un mondo "non-relativistico"
sarebbe molto piu' strano:   Ogni misura temporale
sarebbe per forza di cose soggettiva, e l'intensita'
dell'elettromagnetismo varierebbe con una velocita'
assoluta ,anche se tutto il sistema e' in
movimento
(il che significa, fra l'altro, che si potrebbe
creare e distruggere energia)
Per questo, IMHO, la relativita' non solo non e'
"strana":   E' una conseguenza "nascosta" di cio' che
consideriamo NORMALE.
Fra l'altro, un discorso simile si puo fare per
la meccanica quantistica:  l'entropia, intesa come
misura del numero di microstati, sarebbe impossibile
da definire coerentemente in un mondo in cui
si puo misurare simultaneamente le posizioni e velocita'
di qualunque particella.
Saluti
GT
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 di qualunque particella.
Qui dissento completamente: la meccanica statistica classica riesce a definire
l' entropia ignorando completamente il principio di indeterminazione. Boltzman
e Gibbs hanno scritto le loro opere decenni prima di Heisenberg & Co.
Giorgio Pastore

 
Ciao, questa pero` la devi spiegare, e` la prima volta che la sento.
Perche` non ci sarebbe lo spin?  (Usa pure tutto il formalismo che vuoi
per spiegarmelo). Forse vuoi dire che non esisterebbero necessariamente
dei fermioni (nel senso di particelle a stati antisimmetrici) perche`
non varrebbe piu` la correlazione spin statistica. Ma lo spin
continuerebbe ad esistere!
Ciao, Valter Moretti

 di qualunque
particella.
:Qui dissento completamente: la meccanica statistica classica riesce a
definire
:l' entropia ignorando completamente il principio di indeterminazione.
Boltzman
:e Gibbs hanno scritto le loro opere decenni prima di Heisenberg &
Co.
Scusa, non mi sono spiegato bene:
Non ho detto che senza la meccanica quantistica la meccanica statistica
e'
impossibile, ma che un'approfondimento della meccanica statistica senza
meccanica quantistica conduce a profonde contraddizioni:
Se si puo misurare tutte le quantita' senza indeterminazioni, che
differenza
c'e fra "macro-stato" e "micro-stato"?
Il confine fra macro e micro non sarebbe forse dipendente
dall'osservatore?
(Il principio di indeterminazione, invece, permette stati OGGETTIVAMENTE
INDISTINGUIBILI da definire macro-stati).
E quindi, anche la definizione di entropia (che qui intendo come numero
di micro-stati) va a farsi benedire:  Dopotutto, un'osservatore a
"livello atomico" non riuscirebbe a capire perche una
tazza intera  e' uno stato "piu' ordinato" di una tazza rotta.
Ci vuole la meccanica quantistica a dire che ,a tale livello, il
concetto
stesso di osservazione puo cadere.
Saluti
GT
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
OK, forse sono andato giu' in modo un po' troppo perentorio e la  frase
si presta a critica. In effetti e' pur vero che l' equazione di Pauli
descrive una particella  non relativistica dotata di spin (1/2) e, in
quanto tale, la si puo' considerare giustificata dall' esperienza a
livello non-relativistico, permettendo cosi' di descrivere tutta la
fenomenologia relativa allo spin. E' anche possibile, da un punto di
vista formale, partire con tutte le possibili rappresentazioni
spinoriali per la QM (meccanica quantistica) e poi lasciare all'
esperienza di fissare quali sono quelle rilevanti per certi sistemi.
Tuttavia, in tutte le equazioni non-relativistiche, lo spin appare come
un grado di liberta' "fenomenologico" nel senso che la connessione col
momento magnetico e' "esterna" alla teoria: lo devi misurare. Invece,
quando si parte con l' equazione di Dirac e se ne fa il limite
non-relativistico, si trova direttamente l' equazione di Pauli con il
corretta proporzionalita' tra spin e momento magnetico.
In questo senso vedo la relativita' come "necessaria". Forse
epistemologicamente necessaria ?
Quanto al teorema spin-statistica, ho seguito la recente (1-2 anni fa)
discussione sull' American Journal of Physics e, nonostante i lodevoli
tentativi di Sudarshan di rendere l' argomento "facile", continuo a
pensare che Feynman aveva ragione: non  lo abbiamo ancora capito bene al
punto di poterne dare una spiegazione semplice.
Se a qualcuno ineressa posso postare i riferimenti. Purtroppo in questo
momento non li ho sottomano e per i prossimi 5 giorni avro' poco
tempo... 
Giorgio

 creare e distruggere energia)^
:A me sembra un punto di vista un po' eccessivo. L' argomento suona
quasi
:teleologico ( le cose sono cosi' per una certa finalita'). Di fatto
non
:mi risulta che ci sia alcuna impossibilita' logica per un
mondo
:"classico". Il punto e' che stiamo parlando di fisica e quindi sono
gli
:esperimenti a dirci quale alternativa e' quella in grado di darne
conto.
D'accordo... eccetto che spesso si parla di paradossi e
contraddizioni (in realta', per ora, solo
apparenti) derivanti da teorie moderne come la relativita' e la
meccanica
quantistica (gemelli, Einstein-Podolsky-Rosen ecc.)
Ho sempre avuto il sospetto che, in realta' ,un mondo "classico",
se si guarda abbastanza in profondita', presenta paradossi e
contraddizioni
ancora piu' grossi.
:In un mondo 'Newtoniano' con possibilita' di trasmettere le
interazioni
:in modo istantaneo, non ci sarebbe alcun problema a
sincronizzare
:orologi: ci sarebbe un "segnale orario" trasmesso istantaneamente
in
:tutto l' universo, la gente regolerebbe gli orologi e questi
sarebbero
:sincronizzati senza tutti i problemi della relativita'
:-)
Due obiezioni:
a) che significa, in un mondo 'Newtoniano' la velocita' infinita?
Un mondo newtoniano permetterebbe il raggiungimento di qualunque
velocita'
finita, ma non esiste una trattazione di velocita' infinite
b)  La relativita' della simultanieta' vale pure per un mondo
newtoniano, ed
e' proprio ad essa che si deve l'"impossibilita' di sincronizzare
orologi"
(e ,a pensarci bene, la relativita' della simultanieta
rende impossibili anche le velocita' infinite).




Il confine fra macro e micro non sarebbe forse dipendente dalla
precisione dell'osservazione?


 Giorgio
 Grazie Giorgio!
 Ora e' piu' chiaro quello che volevi dire. A questo proposito pero',
 mi viene in mente una cosa. Dovevano essere gli ultimi anni 80 
 o i pimi 90, a Genova, Gianni Cassinelli docente di metodi matematici
 nella fisica ha dato una tesi di laurea su una possibile deduzione 
 della proporzionalita' tra spin e momento magnetico, basata sul
 gruppo di Galileo e non di Poincare'. Se ricordo bene, la sua
 laureanda era riuscita a provare che, anche assumendo il gruppo di 
 Galileo come gruppo d'invarianza per l'elettrone, si otteneva (non 
 ne ho idea di come!) il corretto rapporto.
 Purtroppo non mi ricordo altro. O forse mi ricordo tutto male e
 la tesi era su altre cose. Se c'e' qualche anima pia che riesce
 a procurarsi la tesi mi piacerebbe sapere come funzionava la questione.
 Ciao, Valter

  Ciao, Valter
Cordialmente,
Mauro Venier.
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        * MAURO VENIER						      *
        * Institut für Kernphysik - Westfälische Wilhelms Universität *
       	* Wilhelm Klemm Straße 9, 48149 Münster, Germany	      *
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(Büro)/8334980(Labor)/8334962(Fax)     *
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 	 A volte l'uomo inciampa nella verità, ma, nella maggior parte
	       dei casi, si rialza e continua per la sua strada.
			      (Winston Churchill)

 però).
Ciao, anche io sono genovese di laurea (Kenichi Konishi e' stato
il mio relatore, ora e' a Pisa) e Cassinelli e' stato anche mio
professore.
Grazie delle informazioni, magari contattero' Fenzi oppure passero'
direttamente in biblioteca la prima volta che tornero' a Genova.
Ciao, Valter

 stesso di osservazione puo cadere.
Se osservazione significa misura (tout court), non e' esattamente questo
che dice la MQ.
La MQ si limita a dire che non posso misuare con precisione arbitraria
tutte le coppie di osservabili.
Giorgio Pastore

 costante arbitraria.
Puoi chiarire cosa intendi per la costante arbitraria nell'entropia?
Parli di k o del valore che la 3za legge assegna a 0?
Come la vedo io, visto che l'entropia classica (qui
parlo del logaritmo del numero di microstati, non di dq/T)
dipende dalla precisione
del tuo apparato, paragonare entropie per due sistemi diversi, o anche
dopo un cambiamento di fase ,fondamentalmente fallisce proprio se anche
la precisione della misura cambia.
<SNIP>
Saluti
Giorgio


 finita dei segnali.
Si, qui ho detto una sciocchezza.
Saluti
GT


 
Qui non ho capito bene cosa intendi. Se si confrontano le entropie dello
stesso sistema che subisce una transizione di fase, la cosa deve essere
possibile senza condizioni. Se pensi a sistemi diversi dipende da se
puoi pensare ad un modo per connettere questi sistemi diversi in qualche
modo. La precisione della misura non entra in alcun modo. Ovviamente,
nel discorso fatto priima devo essere consistente ed usare sempre lo
stesso w.
ciao
Giorgio Pastore

 impossibile per i campi elettrici: 
La propagazione a velocita' finita delle variazioni dei campi
elettro-magnetici divenne possibile dal punto di vista formale solo dopo
che Maxwell introdusse il termine di corrente di spostamento!
Ciao
Giorgio Pastore

di azione a distanza in generale.
Questo risponderebbe alla domanda che ho posto negli ultimi giorni.
Se per esempio un fascio di elettroni, urtando contro un bersaglio, viene
deflesso ad esempio ad angolo retto, intendi dire che si manifesta al di la
del bersaglio un campo magnetico in grado di simulare la presenza di cariche
che continuano il loro moto, per il tempo necessario ?
Ciao, Mauro.

che Maxwell introdusse il termine di corrente di spostamento!
Scusa, mi puoi spiegare in soldoni cosa si intende con questo termine?
Grazie, Mauro.

 finita dei segnali.
Si, qui ho detto una sciocchezza.



A parole e brevemente. 
Se consideri le equazioni dell' elettromagnetismo come le conosceva
Maxwell 
1) legge di Gauss (ovvero connessione tra campo elettrico e cariche)
2) legge di Faraday (l' unica fino a Maxwell a contenere variazioni
temporali di campi)
3) solenoidalita' (che brutta parola!) del campo magnetico
4) legge di Ampere (ovvero connessione tra campo magnetico e correnti)
si trova abbastanza direttamente che 1-4, verificate abbondantemente nel 
caso statico, sono inconsistenti con la conservazione della carica
elettrica nel caso dinamico. 
Maxwell trovo' che se si aggiunge alla densita' di corrente un termine
(la corrente di spostamento) che e' proporzionale in ogni punto alla
velocita' di variazione del campo elettrico ( derivata del campo
elettrico rispetto al tempo), si ripristina la conservazione della
carica anche nel caso dinamico. E oltre questo, si scopre che i campi
elettrico e magnetico divengono in grado di propagarsi come onde con
velocita' di fase uguale alla velocita' della luce con tutta una serie
di proprieta' in grado di dar conto delle leggi dell' ottica (geometrica
ed ondulatoria).
Gli esperimenti successivi (da Hertz ad oggi hanno verificato oltre ogni
possibile dubbio) la validita' della correzione di Maxwell.
Maggiori dettagli e formule sono disponibili in ogni testo di elettromagnetismo.
Se hai dubbi, fai pure un "fischio".
Giorgio Pastore

 entropia, non i valori assoluti. (Maggiori dettagli piu' avanti).
Mi pare di capire che la tua "formulazione classica" della 2nda legge
e' semplicemente che il sistema tendera' a muoversi verso il macrostato
con il maggior volume sul diagramma di fase.
Sono d'accordo, ma continuo a non capire cosa impedisca, in linea di
principio,
ad un'osservatore "infinitamente preciso" di considerare ogni
microstato distinguibile come macro-stato, rendendo nulla
la definizione di entropia che hai dato.


Giorgio Pastore ha scritto nel messaggio
Grazie per la risposta.
Ciao, Mauro.

 la definizione di entropia che hai dato.
Infatti. Come ho scritto sopra, non ha senso definire l' entropia del
microstato semplicemente perche non sarebbe una quantita' con le stesse
proprieta' dell' entropia termodinamica.
Un microstato puo' sicuramente essere qualificato come ordinato o
disordinato ma questo non implica una direzione privilegiata dell'
evoluzione statistica. Quello che fa la differenza a livello di
quantita' medie e' se un insieme di  macrostati con certe
caratteristiche e' piu' o meno frequente. E questo lo dice il numero dei
microstati corrispondenti.
Ciao
Giorgio