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Titolo: mediatore campo magnetico

Ciao a tutti,
leggendo che il fotone e' il mediatore del campo elettromagnetico, mi son chiesto se e' quindi anche il mediatore del campo elettrico e anche di quello magnetico presi separatamente. 
Qualcuno potrebbe indicarmi delle letture a riguardo o chiarirmi un po' la faccenda?
 
grazie!

Campo elettrico e campo magnetico sono gia' stati unificati da piu' di un secolo...
 
--
BlueRay

 Qualcuno potrebbe indicarmi delle letture a riguardo o chiarirmi un po' la faccenda?
 
Intendi i campi classici ?
 
Se lavori con un singolo elettrone/fotone ovviamente non sono piu' un modello valido come tante cose delle teorie classiche.
 
Giulia
 
 
 

 Intendi i campi classici ?
 
No, intende il campo e.m. quantistico ad es. nel caso in
cui a interagire siano soltanto cariche elettriche in quiete
(campo elettrostatico) oppure momenti magnetici in quiete
(campo magnetostatico), cioe' chiede se e perche' abbia senso
affermare che ad es. l'interazione tra 2 cariche elettriche isolate
in quiete si possa descrivere come mediata da fotoni (io non
provo nemmeno a rispondere, sia perche' mi ricordo troppo poco
di questi argomenti, sia perche' dubito che si possa calibrare
una risposta corretta e contemporaneamente comprensibile).
 
Ciao
-- 
Giorgio Bibbiani

whatazor

Domanda interessante, ma prima mi viene spontaneo farne un'altra:
che cosa significa 'mediatore'?
 
So che cosa significa in diplomazia in genere, ma non in fisica.
Lo ho sentito ripetere anche per il bosone di Higgs, ma ancor meno in 
quel caso ho capito il significato di 'mediatore'.
 
'Mediatore', in via di principio è fra due entità.
Quali sarebbero dunque tali due entità nel caso del fotone?
E quali nel caso del bosone di Higgs?
 
Io in questo luogo sono noto come eretico, ma soprattutto come 
ignorante, e passo persino per "filosofo" (che è anche peggio! :)) 
benché io sia un tecnologo. Ma proprio perché tecnologo do un peso 
sostanziale al significato dei termini, altrimenti so che si commettono 
errori, e nella tecnologia gli errori non sono cose che si sottolineano 
in rosso e blu o si discutono magari a suon di improperi su internet, ma 
causano danni concreti: si pagano cari, anche in vite umane.
 
Detto quindi ciò che io sono fra i fisici (e meno fisici) di questo 
luogo, non posso fare a meno di pensare al fotone *non* come a un 
effetto di qualcos'altro [cometa ha scritto: «Di certo un raggio di luce 
non e' "fatto di fotoni". Perlomeno non piu' di quanto la corda di una 
chitarra sia fatta dei suoi modi di vibrazione (era una metafora)» ma 
tale metafora ipotizza il fotone come effetto di altro, perciò non mi 
convince proprio come metafora].
 
Io penso invece al fotone come a una sorta di addensamento del, per così 
dire, campo luminoso. Tale campo non si può non considerare come un 
flusso di energia, e l'energia, come sua proprietà di base, tende a 
condensazioni spontanee, che al loro estremo si presentano come massa 
(come ci ha ricordato l'innocente formulina E = mc^2 con cui si fanno le 
bombe)
Ecco, io penso che il fotone sia una manifestazione direi primaria della 
meccanica di addensamento dell'energia, luminosa in particolare. Quindi 
non lo vedrei come "mediatore", ma come manifestazione di tale 
"granulazione" primaria dell'energia luminosa, che rende più evidente il 
campo che la luce stessa é già di per sé, prima di ogni sua "granulazione".
Aggiungo un'altra eresia: questa "granulazione" è quella che ha fatto 
pensare ai grandi del passato il concetto di "quanto d'azione",e proprio 
a proposito del fotone o "quanto di luce", che quindi non sarebbe un 
discreto o la dimostrazione che la realtà è discreta - cosa che non ha 
senso come si sa da 2500 anni - ma dice che l'energia che sta alla base 
della realtà ha la proprietà che ho detto: la tendenza ad addensarsi, a 
"granulare" - scusa la battuta - come uno zabajone impazzito :))
 
Circa l'affermazione di BlueRay, secondo cui campo elettrico e magnetico 
sono stati unificati più di un secolo fa, resta il fatto che 
l'esperienza mostra campi elettrici e campi magnetici del tutto 
indipendenti, anche se il campo magnetico di un magnete permanente può 
essere pensato come causato da correnti elementari (polarizzazioni degli 
atomi) - ma non il campo elettrico, che può essere del tutto statico, 
come quello causato per esempio da cariche appunto statiche depositate 
su una sfera in materiale isolante, o comunque elettricamente isolata.
Ma io, essendo eretico e ignorante in materia di fisica, sicuramente 
verrò autorevolmente corretto da BlueRay.
 
Saluti

whatazor ha scritto:
 > leggendo che il fotone e' il mediatore del campo elettromagnetico,
 > mi son chiesto se e' quindi anche il mediatore del campo elettrico e
 > anche di quello magnetico presi separatamente.
Ti potrei rispondere allegramente "sì", ma con questo non ti avrei
detto niente.
 
 > Qualcuno potrebbe indicarmi delle letture a riguardo o chiarirmi un
 > po' la faccenda?
Letture? Non ci penso neppure.
Anche perché avresti dovuto informarci di quanta fisica sai: ti potrei
forse proporre un qualche trattato standard di elettrodinamica
quantistica?
Non credo, perché se tu fossi in grado di capire uno di quei libri,
non avresti neppure posto la domanda.
E se non lo sei, bisogna vedere quanto ne sei distante, cosa di cui
non ho la più pallida idea.
 
Giorgio Bibbiani ha scritto:
 > No, intende il campo e.m. quantistico ad es. nel caso in
 > cui a interagire siano soltanto cariche elettriche in quiete
 > (campo elettrostatico) oppure momenti magnetici in quiete
 > (campo magnetostatico),
Io non credo che lui intenda quello che gli attribuisci.
Semplicemente non credo che sarebbe stato capace di formulare il
quesito come tu lo poni.
 
 > cioe' chiede se e perche' abbia senso affermare che ad es.
 > l'interazione tra 2 cariche elettriche isolate in quiete si possa
 > descrivere come mediata da fotoni (io non provo nemmeno a rispondere,
 > sia perche' mi ricordo troppo poco di questi argomenti, sia perche'
 > dubito che si possa calibrare una risposta corretta e
 > contemporaneamente comprensibile).
Naturalmente hai ragione, ma c'è sotto anche qualcosa di più
complicato...
 
Il "caso magnetico" a livello di QED non esiste.
Come ben sai, non esistono, a livello elementare, momenti magnetici
senza carica elettrica (il neutrone non è elementare).
E viceversa: le particelle cariche di base sono fermioni, quindi hanno
spin, quindi hanno certamente momento magnetico.
Perciò non puoi separare i due campi.
Puoi solo (al più) fare uno sviluppo in potenze di alfa
(cosa automatica in uno sviluppo perturbativo), e all'ordine
più basso entrerà solo la carica, non il mom. magnetico.
-- 
Elio Fabri

 
 
Omega: ti ringrazio del "autorevolmente" riferito ad una possibile correzione da parte mia, ma di teoria quantistica del campo elettromagnetico, cioe' QED, ne so quasi zero, tranne, appunto, il mero fatto che tratta la quantizzazione di un campo che, come gia' suggerisce il nome, e' uno solo e non due.
Non voglio poi entrare nel merito della tua idea sui fotoni perche' troppo ingenua (ed errata).
 
--
BlueRay

 merito della tua idea sui fotoni perche' troppo ingenua (ed errata).
 
Immagino che tu abbia un perché per la tua affermazione.
Io, per antica abitudine di tecnologo, sono affezionato al rasoio di 
Occam. E spesso il risultato appare appunto ingenuo (e quasi mai errato).
 
Omega

 Occam. E spesso il risultato appare appunto ingenuo (e quasi mai errato).
 
 
Con i fotoni le tue idee in proposito falliscono miseramente, e Occam non lo applicare a sproposito, non e' solo un "effetto" o un comportamento della luce quello di cui devi render merito, ma molti, e non li conosci tutti (evidentemente...)
 
--
BlueRay

 Occam. E spesso il risultato appare appunto ingenuo (e quasi mai errato).
 
http://tinyurl.com/n7qrbzu
 
 
Dal primo articolo, di Artur Zajonc:
 
<<Photons and relativity
In his provocatively titled paper "Particles do not Exist," Paul
Davies advances several profound difficulties for any conventional
particle conception of the photon, or for that matter
for particles in general as they appear in relativistic quantum
field theory. One of our deepest tendencies is to reify the
features that appear in our theories.
...
...
Davies gives special attention to the problems that arise for
the photon and other quanta in relativistic quantum field theory.
For example, our concept of reality has, at its root, the notion
that either an object exists or it does not. If the very existence
of a thing is ambiguous, in what sense is it real? Exactly
this is challenged by quantum field theory.
...
...
Davies uses these and other
problems to argue for a vigorous Copenhagen interpretation
of quantum mechanics that abandons the idea of a "particle as
a really existing thing skipping between measuring devices.">>
 
 
Riguardo al rasoio di Occam, non credo tu sia in grado di applicarlo ai fotoni, non conosci tutti i fenomeni che ne sono connessi (evidentemente) se scrivi:
 
<<Io penso invece al fotone come a una sorta di addensamento del, per così
dire, campo luminoso. Tale campo non si può non considerare come un
flusso di energia, e l'energia, come sua proprietà di base, tende a
condensazioni spontanee, che al loro estremo si presentano come massa
(come ci ha ricordato l'innocente formulina E = mc^2 con cui si fanno le
bombe). Ecco, io penso che il fotone sia una manifestazione direi primaria della
meccanica di addensamento dell'energia, luminosa in particolare. Quindi
non lo vedrei come "mediatore", ma come manifestazione di tale
"granulazione" primaria dell'energia luminosa, che rende più evidente il
campo che la luce stessa é già di per sé, prima di ogni sua "granulazione".>>
 
In realta' i fotoni sono troppo piu' complicati di cosi' come li dipingi...
 
--
BlueRay

 -- BlueRay
 
Saluti
Omega

 concept for the photon and similar particles with integer spin.
La particolarità sula posizine di un fotone è parzialmente vera (è
vera solo per la componente della posizine nela direzione del'impulso).
E' sbagliato estenderla a tutte le particelle a spin intero: vale solo
per particella *di massa nulla* e spin intero >0.
 
 
-- 
Elio Fabri

 
Omega:
 "Molti di voi che frequentate questo gruppo affermano spesso che la 
 fisica è difficile, ma io vedo due alternative: o è molto più difficile 
 di quanto affermate, vista la ridda di teorie in competizione tra loro 
 che sbocciano così di frequente (dopo i "trionfi" del Cern
 me ne aspetto una valanga); oppure è difficile come un sentiero che uno 
 ha imboccato pensando di prendere una scorciatoia verso la realtà, e 
 invece si è perso nel bosco."
 
Ne' l'una ne' l'altra :-)
 
 
La fisica e' difficile come ... il trovare l'assassino in un romanzo di Sherlock Holmes, anzi ancora piu' difficile: la verita' si svela piano piano, nei dettagli, proprio quelli a cui, all'inizio, di solito si attribuisce minore importanza. Non si puo' "volare e vedere dall'alto" con la fisica, ahime' ...
:-)
 
--
BlueRay

 
http://tinyurl.com/n7qrbzu
 
 
pari a
 
http://www.arthurzajonc.org/uploads/Light%20Reconsidered%20OPN%20Oct%202003.pdf
 
 
Dall'articolo introduttivo:
 
«The
chronicle will surely amuse and amaze you, for you will re
alize that any description of the photon, at any time—even
when made by the most learned expert—is but a glimpse of
a reality that holds wonders beyond the grasp of any human.
At least, that is how it appears to some of us today»
 
Sta dicendo che non ci ha capito niente, o sbaglio? :))
Ma veniamo agli articoli. Su quello di di Zajonc che cita Davies ho già 
segnalato contraddizioni, ma lo leggo per intero ugualmente.
Zajonc dice, per cominciare:
 
«We are today in the same state of "learned ignorance"
with respect to light as was Einstein.»
 
Premessa interessante :)
Insomma neanche lui ci ha capito niente.
Mi rendo ora conto del fatto che il primo articolo parli di 'wonders', 
c'è infatti da rimanere a bocca aperta davanti a simili dichiarazioni.
 
«" At that
time (1909) Einstein personally favored an atomistic view of light in
which electromagnetic fields of light were "associated with
singular points just like the occurrence of electrostatic fields
according to the electron theory." Surrounding these electromagnetic
points he imagined fields of force that superposed
to give the electromagnetic wave of Maxwell's classical theory.
The conception of the photon held by many if not most
working physicists today is, I suspect, not too different from
that suggested by Einstein in 1909.»
 
E non mi pare neanche molto diversa dalla mia idea.
 
«. Only with the rise of Arab optics do we find strong
arguments advanced against the extromissive theory of light
expounded by the Greeks. For example around 1000 A.D. Ibn
al-Haytham (Alhazen in the West) used his invention of the
camera obscura to advocate for a view of light in which rays
streamed from luminous sources traveling in straight lines to
the screen or the eye.»
 
Conclusione ingenua. I greci non erano così ingenui. Pensare che la 
visione e la percezione in genere sia passiva come una camera oscura è 
vedere solo un lato del fenomeno, il più superficiale. Se il sistema 
percettivo non fosse attivo - e non affatto passivo - la percezione non 
esisterebbe. La ragione è ovvia e immediata: a dare un senso alla 
percezione è la memoria, quindi se il percepire fosse passivo, non 
capiremmo niente di ciò che ci arriva dai sensi. I sensi producono 
un'immagine (in senso lato) che *si confronta* con l'immagine proiettata 
dalla mente (ossia ciò che la mente si aspetta): non sono i sensi a 
formare dal nulla la nostra immagine mentale - che è un pregiudizio 
insostenibile anche se antico quanto l'uomo.
La questione è tutt'altro che risolta sul piano biologico, figuriamoci 
su quello fisico! Certo se ci si ferma alla camera oscura la fisica è 
troppo facile, e anche l'anatomo/fisiologia della vista: ma sono modelli 
ridicoli.
 
«While in some sense quantum field theories do move
beyond wave particle duality, the nature of light and the photon
remains elusive.»
 
Dunque non ce l'hanno fatta neanche le teorie quantistiche di campo.
La mia idea resta quella della tendenza all'"agglomerazione" 
dell'energia; un'agglomerazione (o se preferisci "densificazione") 
instabile _dipendente_ _dal_ _contesto_, il che farebbe capire il 
comportamento "duale", in realtà causato dai vincoli esterni (es. 
l'esperimento delle due fenditure).
 
Conclusione dell'articolo:
 
«To my mind, Einstein was right to caution us concerning
light. Our understanding of it has increased enormously in
the 100 years since Planck, but I suspect light will continue to
confound us, while simultaneously luring us to inquire cease-
lessly into its nature.»
 
Cioè, alla fine, non abbiamo capito niente di che cos'è un fotone.
 
Veniamo all'articolo successivo (Loudon: What is a Photon?)
 
Contrariamente all'autore precedente, Loudon dice:
 
«The conflicting views of the particle or wave
essence of light were reconciled by the establishment of the
quantum theory, with its introduction of the idea that all exci-
tations simultaneously have both particle-like and wave-like
properties»
 
Questa frase non risolve affatto il "conflitto", ma espone solo l'idea 
che sia presente in ogni stato di eccitazione. Insomma zuppa e pan 
bagnato. È così che si riconcilia il tormentone onda-particella?
Francamente non mi sembra sufficiente, non più di un arrampicarsi sugli 
specchi.
Bella poi la conclusione che ha titolo "So what is a photon?"
 
«The examples outlined
here show how particle-like and wave-like aspects of the pho-
ton may appear in suitable experiments, without any conflict
between the two»
 
Conclusione che non dice affatto "what is a photon" !
Ora, quando mai il tormentone onda-particella ha configurato un 
conflitto? Ci sono e basta, quindi è ovvio che in esperimenti opportuni 
compaiano insieme. Verosimile che compaiano *sempre* insieme essendo due 
facce della stessa medaglia - cioè due forme della medesima energia come 
a me personalmente sembra ovvio, - ma in un certo contesto (sperimentale 
o no) è più evidente l'uno o l'altro proprio a causa del contesto.
 
Ora entro nel terzo articolo: "What is a photon?" David Finkelstein
 
Con calma lo leggerò tutto (è lungo e molto tecnico), ma riporto subito 
la conclusione:
 
«We will probably never be able to visualize
a photon but we might soon be able to choreograph one; to
describe the process rather than the object»
 
Quale processo?
 
Dunque non risponde neanche lui.
"Visualizzare" inoltre non significa niente, ma invece servirebbe aver 
chiaro il comportamento ai fini dello sfruttamento delle proprietà.
"To coreoghraph" significa forse modellizzare? Ma non è quello che fa 
sempre la fisica, che della realtà "in sé" non dice mai niente?
Che conta è che il modello sia utile e il più possibile capace di 
fornire previsioni nei diversi contesti di applicazione.
Ho l'impressioine però che l'uso di "to coreograph" indichi qualcosa di 
molto più vago, di molto meno concreto. Di molto meno scientifico. Mi sa 
di 'scimmiottamento'.
 
Con calma leggerò anche il quarto articolo, ma leggo che le conclusioni 
sono fondamentalmente le stesse: non si dice che cosa è il fotone, ma si 
descrivono alcuni comportamenti in specifici contesti.
 
 
circa il 5° articolo:
 
«Make no mistake, we have learned a lot since Einstein's famous
admission about his lack of deeper insight into the photon. Neverthe-
less, we have only started to scratch the surface. Many more exciting
discoveries can be expected to appear in the next hundred years of a
photon's life»
 
"Scratch the surface" significa letteralmente che abbiamo grattato solo 
la superficie del problema, cioè non ci abbiamo capito una mazza, per 
dirla alla napoletana.
 
 
In conclusione: aspettiamo a dire che è "sbagliata" un'ipotesi - che è 
solo ipotesi - quando questi prestigiosi ricercatori ammettono di non 
averci capito niente, e che si aspettano qualcosa dai prossimi 100 anni.
100 anni, capisci? !!! Come dire che in realtà abbiamo grattato non la 
superficie ma solo la superficie della superficie.
 
Come fai dunque ad affermare che un'ipotesi è "sbagliata" (che sia mia o 
no), quando i link che tu stesso mi hai dato in sostanza dicono che non 
ne sappiamo più di quanto disse Einstein 100 anni fa? Quando, peraltro, 
lui stesso disse di averci capito ben poco !
 
Nota poi, per inciso, che la mia ipotesi non contraddirebbe nessuno dei 
risultati sperimentali che gli articoli suddetti riportano, dal momento 
che gli "agglomerati" di energia hanno proprio la natura di 
"particelle", seppure ambigue (ma quali particelle non lo sono, dato che 
è ambigua l'intera teoria che le ipostatizza?)
 
Saluti
Omega

Il giorno venerdì 24 aprile 2015 21:54:03 UTC+2, Elio Fabri ha scritto:
...
 Ti dirò: io non prenderei Davies come un'autorità in materia.
 Ha un punto di vista estremo e non è possibile seguirlo in tutte le
 sue elucubrazioni.
 
Ricevuto.
 
Fabri:
 Quanto a Zajonc, ti faccio un paio di esempi di cose palesemente eraate
 che scrive:
 
<< In QED the photon is introduced as the unit of excitation associated
 with a quantized mode of the radiation field. As such it is associated
 with a plane wave of precise momentum, energy and polarization.>>
 
 Questo è falso: è solo un caso particolare.
 Lo stato di un fotone può essere assai più variato di questo.
 
 
Si, lo hai spiegato anche altre volte ed in effetti è chiaramente scritto in altri articoli del documento che ho linkato, mi sembra piu' probabile che Zajonc intendesse riferirsi alla possibilita' che cio' avvenga: nel caso di un'onda piana di energia precisa, dove sta il fotone?
 
<< Thus while we can formulate a well-defined quantum-mechanical concept
 of position for electrons, protons and the like, we lack a parallel
 concept for the photon and similar particles with integer spin.>>
 
Fabri:
 La particolarità sula posizine di un fotone è parzialmente vera (è
 vera solo per la componente della posizine nela direzione del'impulso).
 E' sbagliato estenderla a tutte le particelle a spin intero: vale solo
 per particella *di massa nulla* e spin intero >0.
 
Grazie, ciao.
 
--
BlueRay

 è ambigua l'intera teoria che le ipostatizza?)
 
 
A parte che non hai detto proprio niente con quella frase, ma tu adesso hai cambiato le carte in tavola, perche' tu qualche post fa avevi dato una definizione di "fotone" molto piu' articolata:
 
<<Io penso invece al fotone come a una sorta di addensamento del, per così
dire, campo luminoso. Tale campo non si può non considerare come un
flusso di energia, e l'energia, come sua proprietà di base, tende a
condensazioni spontanee, che al loro estremo si presentano come massa
(come ci ha ricordato l'innocente formulina E = mc^2 con cui si fanno le
bombe). Ecco, io penso che il fotone sia una manifestazione direi primaria della
meccanica di addensamento dell'energia, luminosa in particolare. Quindi
non lo vedrei come "mediatore", ma come manifestazione di tale
"granulazione" primaria dell'energia luminosa, che rende più evidente il
campo che la luce stessa é già di per sé, prima di ogni sua "granulazione".>>
 
 
Tu dici che le "condensazioni spontanee di energia del campo luminoso si presentano ("al loro estremo" - che vuol dire) come "massa" e questo e' errato.
 
Poi che cavolo significa "manifestazione direi primaria della meccanica di addensamento dell'energia"? E cosa vuol dire "...che rende più evidente il
campo che la luce stessa é già di per sé, prima di ogni sua "granulazione""?
 
Leggi prima l'articolo di Fabri.
 
--
BlueRay
 

 meccanica di addensamento dell'energia"?
 
Di nuovo: significa che la luce è la forma più elementare (anche se non 
elementare in assoluto) in cui l'energia si manifesta.
 
Circa ciò che ho appena espresso, ho già detto che l'idea di "energia 
pura" non è "stupidissima", a meno di non dimostrare che non è vero che 
un tipo di energia si trasforma in un altro tipo solo perché *ha già* 
una natura comune. Come trasformi una cosa in un'altra, se non hanno una 
natura comune? Ed è proprio quello che dice la formuletta di Einstein, 
per inciso. Deve essere "stupidissima" anche quella ...
 
Ma ti lascio alle tue convinzioni.
Ovviamente senza offesa.
 
Saluti
Omega


 
http://www.sagredo.eu/divulgazione/qed/fotoni.htm
 
Ma che glielo dici a fare? Pensi che potrebbe capirci qualcosa?
 
 
-- 
Elio Fabri

 Ma che glielo dici a fare? Pensi che potrebbe capirci qualcosa?
 
Non si può non_capire, dal tuo articolo, che tu, professor Fabri, come
tutti gli altri citati da BlueRay, neppure lontanamente hai detto che
cosa è un fotone - a parte parlare di "stranezze".(*) E che quindi siamo
rimasti ai dubbi dell'_onesto_ Albert Einstein.
 
(*) si dice che è strano solo di ciò che non si è capito come funziona:
e lo si dice delle cose come delle persone.
 
Anche secondo me quindi, sia sugli articoli linkati da BlueRay sia su
quello di Elio Fabri, ha ragione ...
 
  ... Omega