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Titolo: Una cosa mi risulta poco chiara

 
 
Mi spiego con  un esempio: considero una regione di spazio sufficientemente grande dove ho creato il vuoto quantistico, so che continuamente in quella regione si formano particelle ed antiparticelle "l'effetto Casimir dovrebbe esserne la prova" per poi annichilire, mediamente nulla c'era e nulla mi ritrovo e la cosa non mi stupisce.
 
 
Se ora nella stessa regione di spazio inserisco una particella e la sua antiparticella, sicuramente assisteremo al fenomeno di annichilazione particella antiparticella con la creazione di energia "fotoni", che sicuramente creerà nuovamente la particella e la sua antiparticella, praticamente prima c'era una particella e la sua antiparticella e dopo mediamente mi troverò sempre particella ed antiparticella.
Cosa significa? Posso dire che particella ed antiparticella mediamente sono stabili? Dove sbaglio?
 
Michele Falzone

 antiparticella,
 
No, succede solo virtualmente, dato che i fotoni prodotti
non si incontrano piu' e se un singolo fotone si
ritrasformasse in una coppia violerebbe la conservazione
della quantita` di moto.
Puo` succedere realmente in seguito a un'interazione
elettromagnetica, cioe` se il fotone colpisce qualcosa, ma
qui per ipotesi siamo nel vuoto.
 
Se non ti e` chiara la differenza tra processi reali e
virtuali, mi dispiace ma non saprei proprio da che parte
cominciare per spiegarlo. Del resto, e` un argomento che
anch'io conosco poco.
 
Ciao
Paolo Russo

 Paolo Russo
 
Spero che qualcuno mi chiarisca le idee o mi dia qualche riferimento per approfondire
 
MF

 quantita` di moto si formano almeno due fotoni.
 
Chiedo scusa se la mia domanda è stupida.
E' mai stato verificata sperimentalmente l'annichilazione elettrone-positrone?
 
 
Vale a dire, se, putacaso, le due particelle urtandosi non scompaiono  dalla realtà ma solo dalla nostra percezione, continuando ad  esistere come coppia strettamente abbracciata, con una massa piccolissima (1/918 circa di quella del protone) e senza la carica che mi pare cosenta speriementalmente di rilevare l
il singolo elettrone e la sua massa (nelle camere a nebbia, per es,)?
 
Luciano Buggio

 In pratica no
 
SE il fotone colpisse un atomo, POTREBBE ricreare una
coppia. Ad esempio ricordo una bella foto di una camera a
nebbia in cui entrambi i fotoni prodotti dal decadimento di
un pione neutro avevano generato coppie, una coincidenza
abbastanza rara.
 
Ciao
Paolo Russo

 il singolo elettrone e la sua massa (nelle camere a nebbia, per es,)?
 
Vuoi dire che ci potrebbe essere una terza particella oltre ai raggi 
gamma? No. Se ci fosse, nell'annichilazione con emisione di due gamma 
l'energi dei gamma varierebbe in funzione di quanta energia va alla 
terza particella.
 
 
Giorgio

 camere a nebbia, per es,)?
 
https://en.wikipedia.org/wiki/Large_Electron
�€"Positron_Collider
 
https://en.wikipedia.org/wiki/Electron
�€"positron_annihilation
 
https://en.wikipedia.org/wiki/Positronium
 
 
M.

 massa (nelle camere a nebbia, per es,)?
 
In tal caso i fotoni prodotti dall'annichilazione avrebbero
un'energia drasticamente inferiore. Suppongo che ce ne
saremmo accorti praticamente subito, almeno per basse
energie iniziali della coppia.
 
Ciao
Paolo Russo

 coppia. 
 
Non scordiamo che i fotoni sono due.
 
Micgele

[Michele Falzone:]

Oops, giusto, hai ragione, l'ho scritto io eppure me ne
stavo dimenticando. E' molto poco probabile che una
coppia venga prodotta da un fotone che da solo non ha
energia sufficiente. Il fotone dovrebbe scontrarsi con
qualcosa in moto a velocita` relativistiche (diciamo un
raggio cosmico), altro che atomo vagante.
 
Ciao
Paolo Russo

 Paolo Russo

 Si può pensare, magari da eretici, ma non mi pare, che venga emessa una radiazione, nel momento in cui le due particelle si scontrano, senza che si perda massa o energia: elettrone e positrone per un brevissimo lasso di tempo oscillano sul posto, e finchè lo fanno in controfas emettono radiazione.
 
 
Questo non è essere eretici ma ignorare cose fondamentali come la 
conservazione dell'energia. Pessima fantascienza, forse, ma non fisica.
 
Giorgio

 Giorgio
 
 
-- 
1) Resistere, resistere, resistere.
2) Se tutti pagano le tasse, le tasse le pagano tutti
Soviet_Mario - (aka Gatto_Vizzato)

 pseudoatomo, sono uguali, simili, molto diversi, dall'atomo di idrogeno ?
 
 
Gli stessi di H ma con una massa che è la massa ridotta, per e+e-, metà 
della massa dell'elettrone (o del positrone).
 
Giorgio

 
 
Direi che sul positronio non sono tutte rose
 
http://scienza.top/una-misurazione-dei-livelli-di-energia-del-positronio-confonde-gli-scienziati
 
 
Michele

Il 03/09/21 21:22, Michele Falzone ha scritto:

Tremenda la traduzione del nome di "Physical Review Letters" -> "Lettere 
di revisione fisica"!
 
Se  leggi i numeri che citano, si tratta di effetti "fini". Anche 
l'atomo di idrogeno non è descritto dall'equazione di Schrödinger a 
precisione arbitraria. Tanto per citare l'effetto più macroscopico, la 
MQ usuale dà come stabili tutti gli autostati. Gli esperimenti invece 
dicono che sono tutti metastabili tranne lo stato fondamentale: c'e' 
sempre la possibilità di un'emissione spontanea. A maggior ragione col 
positronio dove in una trattazione alla Schrödinger scompare la 
possibilità di annichilazione. Questa rientra, come rientra il 
decadimento degli stati eccitati, quando si reintroduce nel problema il 
campo elettromagnetico quantizzato. Purtroppo questo complica non poco 
la descrizione (anche il caso più semplice di due particelle e un fotone 
diventa un problema a 3 corpi).
 
Anche senza l'emissione di fotoni, effetti della presenza di almeno un 
terzo campo interagente si manifestano sulla struttura fine ed iperfine 
dei livelli, perturbando le soluzioni idrogenoidi ottenute con 
l'equazione di Schrödinger. P. es. nel caso dell' H, il cosiddetto Lamb 
shift è un tipico effetto ottenibile perturbativamente a partire dalla 
descrizione completa in QED. Che quindi, a livello di esperimenti 
particolarmente accurati, sia necessario introdurre descrizioni più 
sofisticate non è sorprendente. Siccome però queste descrizioni più 
sofisticate richiedono di identificare i termini dominanti nella teoria 
perturbativa, può succedere che i calcoli, probabilmente basati 
sull'esempio di H, non abbiano tenuto conto di effetti che per e+e- sono 
più importanti. Occorrerebbe tener d'occhio l'evoluzione di quella ricerca.
 
 
Giorgio

Giorgio Pastore ha scritto:
 > Gli autostati idrogenoidi sono una caratteristica del sistema e+e-
 > non di una singola particella. Esattaemnte come l'energia potenziale
 > non è solo di una. E questo è vero anche per H. Ma nel caso
 > dell'idrogeno la grande differenza di massa fa sì che si possa
 > considerare il problema come piccola perturbazione di quello di un e-
 > che si muove attorno ad un nucleo di massa infinita.
Forse è il caso di sviluppare un po' l'argmoento, perché noto che si va
perdendo nelle nebbie del tempo.
Mentre invece intorno a un secolo fa ha avuto grande importanza per lo
sviluppo della MQ.
 
Che il problema dei due corpi si possa rigorosamente ridurre a quello
di un punto legato gravitazionalmente (o elettricamente) a un centro
di forza fisso, è noto da secoli.
Non è banale, ma resta vero, che ciò vale anche in MQ.
 
Come ha detto Giorgio, un sistema di due cariche opposte in cui si
consideri la sola interazione elettrostatica si tratta prendendo una
base data dalle ossservabili del centro di massa (la scelta migliore è
l'impulso totale del sistema) e poi un sistema di osservabili per il
moto relativo, del tutto uguali a quelle per il moto di una carica
attorno a un centro fisso.
Quindi gli autovalori dell'energia sono somma di uno spettro continuo
positivo per il moto del centro di massa (di cui si parla raramente)
più quelli dati dalla formula di Bohr per il moto relativo
(trascurando che anche qui c'è uno spettro continuo per gli stati non
legati.
La differenza è solo che nella formula di Bohr va messa la massa
ridotta (l'ha già detto Giorgio) al posto della massa dell'elettrone.
 
Quello che è ormai poco noto è che questo lo capì già Bohr, e gli
permise in un colpo solo di risolvere il problema di zeta Puppis e dare
un'ulteriore conferma alla sua soluzione.
 
Il problema di zeta Puppis è questo.
Spero sia noto a tutti che in molte stelle è visibile, in
assorbimento, la serie di righe detta di Balmer, dovuta alle
transizioni 2-->n nei livelli dell'idrogeno.
La sola virtù della serie di Balmer è di essere nel visibile, ma lo
spettro dell'idrogeno ha altre serie: nell'ultravioletto (Lyman) e
nell'infrarosso (Pickering).
Se mai sarebbe interessante (ma è una divagazione) capire perché non
in tutte le stelle si veda la serie di Balmer, nonostante l'idrogeno
sia di gran lunga l'elemento più abbondante nella materia stellare.
 
zeta Puppis è una stella dell'emisfero australe, credo non sia visibile
da qui. Già a fine 800 si era scoperto che oltre alla serie di Balmer
lo spettro mostrava delle righe addizionali, che si accordavano con la
serie di Balmer (termini spettrali R/n^2) a patto di prendere n
semiintero anziché intero.
Quindi pareva una violazione della spiegazione di Bohr (quantizzazione
del momento angolare).
Però lo stesso Bohr trovò la spiegazione: oltre alle righe
dell'idrogeno, in quello spettro c'erano quelle dell'elio ionizzato.
 
Rivediamo la formula:
 
E_n = -(m e^4 Z^2) / (2 hbar^2 n^2)
 
(m = massa dell'elettrone, Z numero atomico, n intero).
Nel caso dell'elio ionizzato, tutto va come nell'idrogeno, ma con Z=2,
quindi a parità di n i valori di E_n sono 4 volte maggiori, e ci si
deve aspettare uno spettro spostato a l. d'onda 4 volte minori.
Se si considerano transizioni da n=4 a n' pari > 4 si ritrova tale e
quale la serie di Balmer, ma se n' è dispari si trovano valori
intermedi, appunto quelli che si vedono nello spettro di zeta Puppis.
 
Quindi la spiegazione è che la fotosfera di zeta Puppis è così calda
che ci si trova elio ionizzato e quello che si vede è la
sovrapposizione dello spettro di H e di quello di He^+.
 
Ma la storia non è finita. Non ricordo i dettagli, ma qualcuno (o Bohr
stesso) osservò che la massa del nucleo di He è circa 4 volte quella
di H, quindi la massa ridotta che va nella formula ha un valore un po'
diverso, e anche la serie di Balmer non deve coincidere esattamente.
Lascio a chi legge di fare il conto, ma come avrete già capito uno
studio fatto con risoluzione più altra mostrò proprio questo: accanto
alle righe dello spettro di H c'erano, leggermente spostate, le righe
di He^+, e lo spostamento era quello previsto.
 
Ma non è finita: c'è la scoperta del deuterio.
Ora posso farla breve. Il deuterio è un isotopo dell'idrogeno, con
massa circa doppia.
Quindi di nuovo la massa ridotta è un po' diversa, e la presenza
dell'isotopo si deve rivelare nello spettro come uno sdoppiamento
delle righe (con le righe del deuterio più deboli causa la scarsa
abbondanza).
E' proprio così che è stata dimostrata (1931) l'esistenza di
quell'isotopo.
-- 
Elio Fabri

 e+e-, metà della massa dell'elettrone (o del positrone).
 
e qui ringrazio anche Elio per avere riportato le formule 
dove si vede che anche la massa incide pur non essendoci 
campo di gravità, per il fatto della componente cinetica del 
moto, su cui avevo overlooked (cazzo non mi viene la parola 
italiana)


 
 
Penso che sicuramente lo faranno.
 
P.S. Sicuramente è  una "tremenda traduzione ma
"Una misurazione dei livelli di energia del positronio confonde gli scienziati"
non lascia molto spazio alle interpretazioni.
 
Michele

Soviet_Mario ha scritto:
 > Per inciso non so quale forza impedisca, negli atomi normali (visto
 > che non c'è barriera elettrostatica) ad un elettrone di venire
 > catturato da un protone per dare un neutrone (legato, non libero).
Infatti succede: cerca "cattura K" su wiki.
Però non può succedeer per l'idrogeno, per ragioni di energia.
(Lo dico sempre che la fisica senza numeri sono solo chiacchiere...)
La differenza di massa neutrone-protone è circa 1.3 MeV.
L'elettrone porta solo 0.5 MeV per la sua massa.
 
In natura la cattura che dici succede: nella formazione delle nane
bianche, che infatti si chama "neutronizzazione".
Il fatto è che lì hai un gas di elettroni fortemente compresso, e dato
che gli elettroni sono fermioni riempiono stati fino a una certa
energia (energia di Fermi) che può superare la soglia per la cattura
(0.8 MeV).
Naturalmente bisogna fare i conti...
Il primo a farli, se ricordo bene, fu Fowler (1928?) che così risolse
il mistero delle nane bianche: oggetti di massa circa uguale al Sole,
con dimensioni dell'ordine di quella della Terra.
 
 > Ma nel positronio questa estesa sovrapposizione e compenetrazione
 > delle due funzioni d'onda, non mi spiego come possa non comportare
 > immediata annichilazione reciproca.
Tutto sta a vedere che cosa intendi con immediata :-)
Ti vanno bene 120 ps (picosecondi)?
E' la vita media del para-positronio.
 
A parte che io sulla
 > estesa sovrapposizione e compenetrazione delle due funzioni d'onda
avrei un po' da ridire, dopo quello che ti ha detto Giorgio.
Il guaio è che tu e la MQ proprio non andate d'accordo (come del resto
quasi tutti i chimici).
-- 
Elio Fabri

 quasi tutti i chimici).
 
mah io non sono un VERO chimico. Sono borderline con 
farmacia, e roba biologica.
 
Un chimico puro è molto molto diverso da me su quello e su 
altri aspetti. Su ISC anni fa ce n'erano che masticavano 
orbitali come noccioline.


 CUT


Soviet_Mario ha scritto:
 > Un chimico puro è molto molto diverso da me su quello e su altri
 > aspetti. Su ISC anni fa ce n'erano che masticavano orbitali come
 > noccioline.
Ti rispondo al volo solo su questo.
 
Tu credi che masticare gli orbitali significhi aver capito la MQ? Ma
quando mai!
Io di chimici ne ho conosciuti, anche di persona.
Faccio eccezione per alcuni chimici fisici, o chimici teorici, o
chimici quantistici.
(Non ho mai capito la differenza oggi; quando ero studente la chimica
fisica era tutt'altro, e i chimici in Italia non si erano ancora
accorti che esisteva la MQ.)
Questi infatti odiano gli orbitali.
 
Adesso (da diversi anni) è un vero schifo, tutti i chimici parlano di
orbitali, pure nella scuola secondaria.
E infatti oggi nessuno sa più riconoscere la puzza di HCl da quella di
NH3 o di SO2 :-)
 
Quanto al resto, vorresti un corsetto accelerato di MQ nonché di
fisica nucleare?
Comunque un po' di notizie in wiki le trovi. Datti da fare!
-- 
Elio Fabri


Sicuramente non mi sei stato di grande aiuto sullo specifico, ma i diversi interventi sono stati di grande aiuto per capire alcune mie convinzioni ed ora ho molto da riflettere.
 
Grazie 
Michele

 Comunque un po' di notizie in wiki le trovi. Datti da fare!
 
 
-- 


 10-100 neutroni ? Non avrebbe repulsioni.
 
Per il principio di esclusione di Pauli.
La situazione analoga per gli elettroni ti e` certamente
familiare: al massimo due elettroni possono occupare
l'orbitale a energia minore. Gli altri devono distribuirsi
su orbitali a energie via via maggiori.
Non esistono veri e propri orbitali per protoni e neutroni
nel nucleo, perche' i nucleoni interagiscono troppo tra
loro. Gli stati possibili del nucleo sono quindi globali.
Tuttavia, rimane vero che il principio di esclusione di
Pauli forza un insieme di particelle identiche legate tra
loro ad avere globalmente un'energia che aumenta rapidamente
con il numero di particelle. Conviene energeticamente che
una parte dei nucleoni siano protoni, perche' sono
particelle diverse dai neutroni. Per bassi numeri di
nucleoni conviene una ripartizione meta` e meta`; al
crescere del numero dei nucleoni, la repulsione tra
protoni inizia a non essere piu' trascurabile e comincia a
diventare conveniente avere un po' meno protoni che
neutroni.
 
E` lo stesso motivo per cui i protoni hanno due quark up e
un down, i neutroni un up e due down, ma nessun barione
minimamente stabile ha tre quark uguali. Le particelle con
tre quark up o tre down esistono ma sono estremamente
instabili.
 
Ciao
Paolo Russo

 
 
ca*** .... CHIARISSIMO, mi hai risolto un dubbio 
esistenziale ! grazie :D


 conservazione dell'energia. Pessima fantascienza, forse, ma non fisica. 
 
 
E' vero o no che una carica, un elettrone, anche isolata, che oscilla (classicamente) sul posto emette radiazione (un treno d'onda per la durata dell'oscillazione?
O lo fa solo per salti quantici tra livelli di energia in un atomo?
 
Luciano Buggio
 


Non riesco a trovare ed in alcune casi non ho l'accesso sulla misura per approfondirla, potreste dirmi dove potere reperire tutti i dati della misura, per esempio nell'articolo dice
 
************************
Dopo aver manipolato gli atomi di positronio con un laser per metterli nel livello di energia appropriato
************************
 
mi sarebbe utile capire il livello di energia iniziale prima della prova, o forse è una domanda banale?
 
Michele