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Titolo: Antimateria e velocita' finita della luce.

 
Sto leggendo un libro (molto) divulgativo: "Fisica quantistica per poeti" - Lederman - Hill. E' vero, non ci si puo' aspettare nulla di preciso dalle affermazioni su un tale libro, ma mi incuriosisce quello che gli autori scrivono al capitolo 8, paragrafo "La somma sui cammini di Feynman":
 
 
 
<<C'e' una motivazione piu' profonda per questa apparente follia di considerare l'antimateria una viaggiatrice a ritroso nel tempo. Si dimostra infatti che e' proprio il bilancio tra i cammini quantistici delle particelle che si muovono avanti nel tempo e quelle che si muovono all'indietro a rendere i segnali fisici <causali>, cioe' impedisce loro di viaggiare piu' veloce della luce.>>
 
Tenuto conto del fattore imprecisione_da_libro_divulgativo, 
qualcuno ha idea di che cosa stia parlando?
 
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BlueRay

L'idea di cosa stia parlando un po' ce l'ho; il difficile e' farla capire :-P
 
La domanda da porsi (che in parte e' alla base del teorema spin-statistica)
e' la seguente: come inglobo la nozione di causalita' in una teoria
quantistica di campo? La risposta e' relativamente semplice: dato
l'operatore di campo phi(x) (in rappresentazione di Heisenberg, dove
x e' un quadrivettore) quello che richiedo e' che gli operatori
commutino quando l'intervallo e' di tipo spazio
 
[phi(x),phi(y)]=0  se  (x-y)^2<0 .
 
Perche' questa condizione sia soddisfatta devi imporre relazioni di
commutazione per un campo scalare. Quando calcoli il commutatore ti
ritrovi con una serie di pezzi che si devono calcellare perche' la
causalita' sia preservata. In particolare, alcuni termini generati
dalle "particelle" devono cancellarsi con quelli provenienti dalle
"antiparticelle".
 
Il discorso delle antiparticelle come particelle che viaggiano
indietro nel tempo e' una descrizione di comodo (per alcune cose).
Le equazioni di Klein-Gordon o Dirac hanno soluzioni a energie
positive e negative: quelle a energie negative erano un discreto
cruccio per la MQ relativistica. Guardando le fasi di Fourier
 
exp(-i E t)
 
vedi che i contributi con E>0 et>0 possono essere trattati
"allo stesso modo" di quelli con E<0 t<0.
 
Mi sbagliero', ma questi sono un po' dei residui storici, nati nel
passaggio dalla MQ relativistica alla teoria dei campi vera e propria.
Ma, come al solito, spesso i professionisti si fanno prendere la mano
(diciamo il braccio...) da certe descrizioni allegoriche, specialmente
quando si tratta di divulgazione.
 
Davide C.

 quando si tratta di divulgazione.
 
 
 
Sono sicuramente residui storici come dici, non ha molto senso parlare di positrone come un elettrone che si muove indietro nel tempo, basta notare che dopo aver attraversato una lastra di piombo esso rallenta e la curvatura della traiettoria in presenza di campo magnetico aumenta. Difficile pensare che una particella aumenti la sua energia cinetica dopo aver attraversato una lastra di piombo, giusto?
 
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BlueRay

 BlueRay
 
Andrebbe premesso che si sta parlando di modelli.
Ciò premesso, se si vuole un "segnale fisico" «causale», come lo 
sperimentiamo nel macrocosmo, dobbiamo prevedere nel modello appunto un 
_bilancio_ fra ciò che tenderebbe all'in(de)finito in un verso e ciò che 
tenderebbe all'in(de)finito nell'altro verso. È un modo appunto per 
rendere ragionevolmente ragionevole un modello, che di solito fa 
riferimento a infinitesimi e infiniti, ossia a concetti in sé 
paradossali in quanto sinonimi di in(de)finito. In questo caso, se si 
parla di viaggiare più veloce della luce nel caso di mancato bilancio, 
si stanno implicitamente considerando nel modello degli elementi appunto 
paradossali - beninteso se si ammette che la velocità della luce sia un 
limite fisico.