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Titolo: Aumento della massa con la velocità?

Salve.
Il più grosso cavallo di battaglia della Relatività è l'esito
dell'esperiemtno di M&M.
Avevo chiesto di discuterne, facendo un  precisa domanda, in questo
recente msg:
http://mailgate.supereva.it/it/it.scienza.fisica/msg16005.html
Ma nessuno mi ha risposto.
Evidentemente M&M viene considerata cosa superata, vecchia, fuori
discussione.
Tempo scaduto, insomma, per riparlarne: sono arrivato troppo tardi, dopo
1,2 secoli.
Vediamo allora se riesco ad interessarvi con un altro cavallo di
battaglia della Relatività, un tema sicuramente più di attualità.
L'aumento della massa con la velocità.
Mi promettete che se riesco a interessarvi con quanto segue poi si
parlerà anche di M%M?:-)
L'esperienza (con gli acceleratori) ha confermato la predizone della
Relatività  per le particelle cariche, perchè solo queste possono essere
portate a velocità elevatissime, (e la verifica della teoria richiede
per l'appunto velocità elevatissisme, a cui il fenomeno - che peraltro
si verifica  anche per v = 3mm/s - diventa osservabile), con un campo
elettrico, a cui i neutroni, per esempio, o interi  atomi non ionizzati
sono insensibili.
Alla conclusione che con la velocità le particelle cariche guadagnano
massa si è arrivati osservando che la loro velocità aumenta sempre meno,
non linearmente, nel tempo e, tenedo costante il campo acceleratore, ad
un certo punto cessa di aumentare, mantenendosi costante per i giri
seguenti: Bisogna fare uno sforzo aggiuntivo tremendo per aumentarla
ancora di un po', potensiando di molto il campo acceleratore, quando si
siano già raggiunte velocità non lontane da quella della luce. Si è
contestualmente scoperto (o confermato?) che la velocità c non può
essere umanamente raggiunta. Occorrerebbe un'intensità di campo
elettrico infinita.
Si è concluso quindi che la particella fa sempore più difficoltà a farsi
accelerare dal campo perchè (secondo la vecchia cara relazione F=ma) la
sua massa aumenta sempre più, e sempre più in fretta..
Questa la teoria ortodossa.
Adesso vi parlerò da eretico.
Quando una carica elettrica puntiforme è in moto, il suo campo elettrico
intorno si "schiaccia" nella direzione del moto stesso, e tanto più
quanto maggiore è la velocità.
Mi pare che la contrazione di Lorentz abbia a che fare con questo
fenomeno.
Avviene che se sezionate con un piano contenente la direzione del moto
lo spazio intorno, la "raggera" delle frecce, normalmente radiale, che
rappresenta il campo elettrico risulta più rarefatta nella direzione del
moto.
Vedi, per esempio in "La Fisica di Berkley" - Zanichelli, vol.II,  parte
prima , § 5.6 pag.189-191.
Esempio: ad una velocità pari a due terzi di c l'intensità del campo in
direzione del moto (sia nel suo verso che nel verso opposto) è
dell'ordine di un decimo e anche meno di quella misurata in direzione
ortogonale.
Mi pare che questo implichi che la risposta, in termini di accelerazione
indotta, ad un campo elettrico esterno costante con le linee parallele,
dipende dalla direzione in cui è disposto rispetto a questo nostro
strano oggetto. Esso verrà accelerato tanto meno quanto più allineato
sarà il campo esterno con la direzione del moto.
Nell'acceleratore l'allineamento è totale, e quindi l'elettorne o il
protone che siano verrà accelerato tanto meno quanto più rarefatte sono
le frecce di testa e di coda, che è come dire quanto più è veloce.
L'aumento della velocità, che bene o male, a fatica, anche ad alta
velocità induce il campo elettrico, produce una ulteriore anisotropia
della raggera, con conseguente attenuazione della risposta della
particella al campo stesso. Il campo esterno, facendo correre più veloce
la particella, indebolisce nella direzione del moto la sua sensibilità
ad esso, e quindi più agisce, meno è poi in grado di agire:
la particella "si stanca", o meglio si chiude a riccio per non
affaticarsi"  ed il campo "si dà da fare per nulla", ed è colpa sua:-)
Tipico meccanismo cibernetico di retroazione.
Alla velocità della luce nella direzione del moto il campo elettrico
della carica si annullerebbe, il campo elettrico esterno non avrebbe
quindi alcun potere su di essa, essendo diventata (in quella direzione)
una perticella "neutra".
Nel frattempo la massa è rimasta quella di Isaac Newton.
Che cosa ne pensate?
Luciano Buggio.
Scuola di Fisica "G.Bruno" - VENEZIA
P.S. - Ah!, dimenticavo, bisogna suggerire l'esperiemento discriminante:
eccolo qui.
Facciamo uscire tangenzialmente dall'anello le cariche accelerate verso
uno spettrografo di massa (è sufficiente che funzioni a campo
elettrico).
Il campo elettrico dello spettrografo - che induce la deviazione per
stabilire, a seconda dell'entità di essa, la massa della particella (la
quale ha  conservato, a velocità costante, l'asimmetria di campo che
aveva quando è uscita dall'anello) - agisce adesso "sul fianco" della
carica, dove le frecce sono più addensate.
Ecco le due predizioni contrapposte.
1) - La Relatività predice che la particella viene deviata di meno di
quel che risulterebbe nell'ipotesi che la massa non sia cambiata..
2) - La mia teoria eretica è incerta nella predizione, che comunque è
completamente diversa dall'altra.
Non ho ancora capito bene, al momento, se la "rarefazione " del campo in
una direzione avviene a spese dell'addensamento nella direzione
ortogonale, oppure no (comunque propendo per la prima) . Nella prima
ipotesi la particella viene deviata di più che in condizioni normali
(cioè più di quanto previsto dal calcolo con il campo equirandiate);
nella seconda ipotesi non si registrebbe variazione.
Scusatemi se sono stato solo qualitativo.
P.S.S: Prima che qualcuno si arrabbi, voglio darmi dell'idiota da solo:
Non dico lo spettrometro dei raggi canali, ma nessuno spettrografo
costruibile potrebbe deviare quanto basta quelle particelle a 0,666c o
giù di lì.
Comunque la nostra testa è il prolungamento di qualsiasi strumento di 
osservazine, come gli strumenti di osservazioni ("il cannocchiale") 
nell'era della "fisica classica" lo sono stati per i nostri deboli
sensi.
Adieu.
-- 
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 Scuola di Fisica "G.Bruno" - VENEZIA
Gabriele

 campo.
In effetti la mia proposta sottintende un concetto del tutto nuovo.
Dunque: La diversa lunghezza delle frecce del diagramma del campo di una
particella carica in moto indica la sua diversa capacità nelle varie
direzioni di attrarre (o di respingere) un'altra particella carica.
Questo viene accettato?
Mi pare fche già questo sia un cocetto nuovo: pensate, se una carica è
situata nello spazio "a fianco" dell'elettrone (o quel ch e') in moto
viene attirata (o respinto) di più, ed in ragione della maggiore densità
da quel lato del campo prodotto dall'altra aprticella) che se si
trovasse davanti o di dietro.
Questo è pacifico, o no?
Allora, se questo non pare demenziale, perchè deve apparirlo l'ipotesi
complementare?
Come la paritcella carica attrae (o respinge) di più in una direzione
che in un'altra, non capisco perchè non debba anche *farsi attrarre* (o
respingere) di più in quella direzione dal campo di un'altra particella
(cioè da un campo esterno).
Voglio esere ancora più convincente con una domanda.
Nel caso delle due particelle (una col campo schiacciato e l'altra no)
come immagini la loro interazione in termini di moto risultante?
Cioè, se la prima particella è affacciata col suo "campo rarefatto"
all'altra, nel riferiemento del loro moto inizialemente comune
(chiaramente la seconda è ideale, anche il suo campo, dato che corre
anch'essa, dovrebbe essere "schiacciato") si attirano con la stessa
forza? La seconda vi avvicina (o si allontana) alla prima con la stersa
accelerazione con cui la prima si avvicina alla seconda?
Ma si può essere ancora più persuasivi (uscendo nel contempo
dall'astrazione per quanto riguarda l'isotropia radiale della seconda
particella).
Si è stabilito che se  le due cariche sbilanciate col lor campo sono una
davanti all'altra si attireranno con debole forza, se sono afiancate con
grande forza.
*Chi attira chi?* - *Chi si fa attrarre da chi?"
Dire che "si attraggono" l'una con l'altra con maggiore o minore forza
non equivale a dire che "si fanno attrarre" l'una dall'altra con
maggiore o minore forza?
Insomma "attrarre" (o respingere) o "farsi attrarre" (o respingere) non
sono perfettametn ecomplementari?.
Perchè trovi strano che nella direzione cui il campo di una carica è più
rarefatto la carica interagisca diversamente con un campo esterno? Io mi
stupirei del contrario.
Ciao.
Luciano Buggio


 
NO:
pensiamo in modo classico: una carica in presenza di un campo elettrico
subisce una forza F=qE: dov'é l'indicazione che la carica si muove?
(naturalmente trascuro l'autointerazione, ma a noi ci interessa l'effetto
del campo esterno)
E poi pensa se fosse come dici tu negli atomi succederebbe un gran casino!
Ciao
Gabriele

 Ma sul campo esterno...
Dimentica che le due cariche A e B di cui sopra si stanno muovendo nel
campo elettrico dell'acceleratore:
esse semplicente corrono una davanti all'altra: sono per esempio due
elettroni  di radiazione beta emessi dadioattivamente e non c'è campo
elettrico esterno).
*Però per ciascuno dei due il campo dell'altro non è un "campo
esterno"?*
Prova a ragionare allora in quest'ottica.
L'elettrone A è nel campo (quindi a lui esterno) dell'elettrone B.
Hai ammesso sopra che la loro interazione dipende da come si "offrono il
fianco", e quindi che nel nostro esempio, giacchè si affacciano l'un
l'altro dal lato in cui il rispettivo campo è più debole, si attireranno
con minor accelerazione
Dunque immagina ora di avere un solo elettrone (l'elettorne A) che corre
in un campo (ad esempio quello attivato nell'acceleratore) ilquale campo
che abbia intensità in ogni punto pari a quella con  la quale prima A si
trovava ad avere a che fare quando correva dietro a B.
Il campo (esterno) non eserciterà istantaneamente la stessa azione di
prima?
La carica A non verrà mobilitata allora con minor accelerazione?.
Dimmi dove ho sbagliato.
Avrei da dire anche sulle altre questioni che eponi, ma non voglio che
ci disperdiamo troppo: concentriamoci su di un argoemtno alla volta.


 ...
Ma cosa è l'autointerazione ? Mi potresti fare qualche esempio ?
ciao

Dottor Jekyll  ha scritto:

Non è molto semplice, e occorrerebbe che tu conoscessi un po' di teoria
quantistica dei campi! In poche parole é l'interazione dell'elettrone col
campo generato da se stesso. Calcoli sull'autointerazione dell'elettrone
portano per esempio alla rinormalizzazione della massa.
Non so se sono stato chiaro
Gabriele

 Gabriele
-- 
questo articolo e` stato inviato via web dal servizio gratuito 
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 segnala gli abusi ad 
ab...@newsland.it

 Qualcuno ha mai collegato le due cose?
Io ho studiato all'università un po' di relatività ristretta, moto di
cariche in campo elettromagnetico (non quantistico), un po' di teoria dei
campi (quantistici), un po' di QED e non ho mai incontrato la massa che
dipende dalla velocità.
Io ho sempre usato la massa a riposo, e le due cose che vorresti collegare
non sono altro che dinamica relativistica in cui l'accelerazione non è
proporzionale solo alla forza (come per Newton) ma dipende anche dalla
velocità.
Immagino che sia anche possibile introdurre la massa non a riposo:
m=gamma*m0
e suppongo che i risultati siano gli stessi.
Non vedo la necessità di trovare una interpretazione profonda sul
significato di m.
Gabriele

Spero che tu abbia fatto arrivare il cursore fino in fondo, nell'altro mio
Reply, in cui per errore ho riportato anche la risposta ad un altro Thread.
Ciao. Luciano


 uniforme mentre ora c'é un campo elettrico ad hoc.
Forse non mi sono spiegato, ed allora provo di nuovo, con un linguaggio
diverso, che puù sembrare poco scientifico, ma che ho trovato impiegato
con efficacia anche nella letteratura scientifica più seria.
Siano due elettroni in corsa, uno dietro l'altro, e corrano non perchè
guidati  da un campo elettrico esterno costante a linee parallele (come
potrebbe esser per esempio quello tra le due piastre di un
condensatore), ma, come dicevo, perchè "sparati" da qualche sorgente
(esemplificavo con la radiazione beta).
Bene. Sappiamo che, poichè sono in moto, si schiaccia
anteroposteriormente il rispettivo campo elettrico, e si respingono
quindi l'un l'altro con minore forza.
L'uno è nel campo dell'altro.
Li supporremo in un istante t0 ad una distanza d, ed avremo così, per
quell'istante e per quella distanza, un valore F0 della Forza di
Coulomb, che, e questo tu lo ammetti, tiene conto del fatto che lungo la
loro congiungente (procedono in fila indiana)  l'intensità del campo è
minore di quella che avvertirebbero se fossero affiancati.
Adesso cambiamo la scena e ragioniamo con un elettrone solo (anche se
poi scopriremo che gli attori sono stavolta molti di più).
Attiviamo un condensatore a due piastre, tra le quali facciamo sì che
l'intensità (costante) del campo elettrico sia in ogni punto F0: le
piastre (questo per visualizzare) siano orizzontali e le linee di forza,
quindi verticali, dirette verso l'alto, in modo che una carica negativa
che si trovasse tra le armature venga forzata verso il basso.
La piastra inferiore ha un buco, attraverso cui viene sparato
dall'esterno un elettrone dentro il campo, a velocità tale che la sua
anisotropia di campo, quando si affaccia al campo tra le piastre
supposto non perturbato dal buco (é un esperiemento mentale)  sia quella
che aveva nella prima scena, quando correva insieme ad un altro
elettrone.
Sicuramente comunque possiamo, in questo (o in un altro) esperimetno
mentale, mettere le cose in modo che in un istante t0 l'elettrone si
trovi in un punto in cui il campo vale come prima F0, in cui la sua
velocità sia tale da configurare l'anisotropia anteroposteriore di
prima.
La domanda nel linguaggio colorito che ho annunciato suona adesso così:
"Come fa a sapere l'elettrone che il campo in cui si trova in
quell'istante non è il campo di un elettrone che gli sta vicino
davanti, ma la composizione dei campi di una quantità sterminata di
elettroni che restanno pressapoco fermi relativametne lontano sulla
superficie di una piastra metallica?
Che differenza fa? Solo questo, nel condensatore, è "campo esterno" per
lui? L'altro, quello prodotto dall'altro unico elettrone, non era per
lui "campo esterno"?
Inoltre non ho capito la tua risposta: poichè è un campo "ad hoc"
quest'ultimo (come vedi ho reso qui ad hoc quello tra i condensatori),
non è più esterno?
Attendo risposta alla domanda, prima di passare a rispodnere al resto
della tua lettera.


 l'intensità (costante) del campo elettrico sia in ogni punto F0:
uguale a quello di prima? e costante a cosa si riferisce? (rispetto al
tempo?)
Ammettiamo comunque che tu sia riuscito a ricreare quel campo (a me non
cambia niente se è lo stesso elettrone B che lo crea).
Io vorrei ribadire il mio punto di vista: quale che sia il campo elettrico
che vede l'elettrone, la forza che agisce su di esso è INDIPENDENTE dalla
velocità dell'elettrone ed è data da F=qE.
Lo schiacciamento del campo di una carica in moto deve essere visto come un
effetto in cui l'elettrone è *sorgente* e non carica di prova. In altre
parole l'elettrone non vede il proprio campo anche se esso é schiacciato.
(Sempre assumendo che non vi sia autointerazione)
A presto
Gabriele

Ehi! Luciano Buggio, mi avevi promesso di ripsondermi dopo il mio reply, ma
non l'hai fatto: l'hai dimenticato?
Vorrei continuare quel thread
Gabriele