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Titolo: fotoni atemporali

Salve,
ho letto in un articolo di cosmologia che il fotone,
poichè si muove alla velocità della luce, è una particella
"atemporale", per cui cioè il tempo non conta: infatti
(sosteneva l'articolo) le interazioni fra fotoni non cambiano
e restano perfettamente valide anche invertendo la freccia
del tempo.
E' vero tutto ciò?
In caso affermativo, la cosa vale anche per le altre particelle
"di interazione di campo" come pioni gluoni ecc?
(forse sto chiedendo una boiata, ma abbiate pazienza...)

 "di interazione di campo" come pioni gluoni ecc?
Se anche queste particelle viaggiano alla velocità della luce allora il
discorso vale anche per loro.
Saluti

 (forse sto chiedendo una boiata, ma abbiate pazienza...)
Per i pioni, i gluoni, e per tutti gli altri componenti dello mondo
subnucleare che siano massivi, ha senso parlare di tempo anche se è nel
senso della teoria quantistica dei campi che lo vede comunque come un
parametro variabile con continuità. Tuttavia, ciò solo se stai a t>t_planck.
By Rob_jack

 (classiche) sono invarianti rispetto alla trasformazione t->-t.
Interessante... questo non lo sapevo. Sai, questa cosa mi ha fatto
riflettere
molto, nel senso che (senza massa e solo con l'energia) sarebbe come
se l'universo non esistesse. Cioè, insomma... nè spazio nè tempo...
niente universo, no?
E' come se l'energia si trasmettesse attraverso lo spazio istantaneamente
(dal suo punto di vista) e attraversasse la materia in un certo lasso di
tempo... Si potrebbe immaginare che (per l'energia) lo spazio
non esista affatto (perchè lo attraversa senza impiegare tempo),
e che l'energia stessa si muove nella materia come la materia si
muove attraverso lo spazio. Potremmo dire che la materia è uno
"spazio di ordine superiore" in cui si muove l'energia, allo stesso
modo in cui la materia si muove nello "spazio di ordine inferiore"
in cui viviamo noi. Se non che massa ed energia sono equivalenti,
(E=mc^2) perciò il discorso mi si intoppa pesantemente...
Ma dopotutto c'è un legame anche fra spazio e materia, per la gravità
che è in grado di curvare lo spazio, di comprimerlo... quindi
forse la contraddizione sarebbe superabile.
So di sembrare un crackpot con questi discorsi, ma è una
riflessione che mi ha affascinato moltissimo e volevo sentire
il parere di qualcuno più competente, anche se è solo la
misera congettura di un pomeriggio domenicale...
Belfagor

parametro variabile con continuità. Tuttavia, ciò solo se stai a t>t_planck.
Soltanto una precisazione: i gluoni, essendo i bosoni di gauge della
QCD, hanno massa nulla (l'inserzione di un termine di massa nella
lagrangiana romperebbe la simmetria di gauge).    
Per quel che riguarda il time reversal, direi che le uniche interazioni
fondamentali a non essere invarianti siano le interazioni deboli. 
Questa proprieta' e' strettamente legata al fatto che per le interazioni
deboli si abbia una (piccola) violazione della simmetria CP. Assumendo
l'invarianza sotto TCP (ad oggi non ci sono evidenze sperimentali
contrarie a questa assunzione) deduciamo che ad una violazione di 
CP deve corrispondere una violazione di T, affinche' il prodotto sia
invariante.
 
Ciao
Squark  

 > invariante.
Volevo solo notare che TCP e` un teorema non un'assunzione: se fosse
sperimentalmente violato sarebbe un grosso problema per la teoria dei
campi quantistica, nel senso che ci sarebbeda mettere le mani sui mattoni
elementari: localita`, invarianza sotto Poincare' ecc...
Ciao, Valter

Si però mi riferivo a un time reversal classico, e qui è sempre valido.
Scusa ma come fai a definire un time reversal "classico" per particelle
subnucleari che risentono le interazioni deboli e/o forti? Non puoi
farlo perche' si tratta di un sistema *drammaticamente* quantistico che
non ha analogo classico e per descriverne la dinamica devi utilizzare la
teoria quantistica dei campi. Non esistono equazioni del moto
"classiche" per un sistema di gluoni, W, Z0 mesoni... in cui sostituire
t con - t e guardare cosa succede. L'unica cosa che si puo' fare e'
definire un operatore T, che si dimostra essere anti-unitario, che
agisca sui vettori degli spazi di Hilbert che rappresentano i possibili
stati del sistema. Per identificare l'operatore T si impone che le
quantita' che hanno analogo classico, ovvero le correnti J_u (u=0,..,3),
si trasformino proprio come le correnti classiche.     
Ciao
Squark

elementari: localita`, invarianza sotto Poincare' ecc...
Obiezione accolta. :-))
Ciao
Squark

 ...bosoni di gauge...
snip snip
Solo una domanda: il termine "gauge" nell'espressione
sopracitata che senso ha? Da dove viene?
Significa qualcosa di particolare?

 ha scritto nel messaggio
news:iDH87.7488$%7.8...@news6.giganews.com...

Ciao, aspettando la risposta di Valter, che è molto più in gamba di me,
cercherò di spiegartelo per sommi capi. Il termine 'trasformazione di
gauge', che lettarlmente significa trasformazione di gradiente (o di scala)
proviene dall'elettrodinamica classica. Infatti, i potenziali del campo
elettromagnetico non sono definiti univocamente, ma a meno di una
particolare trasformazione (di gauge appunto) data da:
A->A+grad(f)               (1)
phi->phi- (df/dt)
qui A è il potenziale vettore, mentre phi è il potenziale scalare. Poi è
f(x,t) una funzione arbitraria. Sotto la trasformazione (1), il campo e.m
definito da i vettori E,B è appunto invariante.
Nel caso della teoria quantistica dei campi, se consideri ad es.
l'interazione tra un campo fermionico psi e un campo bosonico phi, trovi che
la lagrangiana di interazione è invariante per trasformazioni di gauge del
tipo:
psi->psi*exp( -i*G*f)
dove G è in operatore (generatore della trasformazione) e f(x,t) è ancora
una funzione di gauge che dipende dal generico punto-evento x=(x,t) della
relatività speciale; da qui il nome di trasformazioni locali.
By Rob_jack

 Rob_jack
Ciao, non e` difficile. Considera che non e` possibile pensare 
i campi come esistenti separatamente anche se non ci sono
particelle di quel campo. Esempio. Prendi un atomo di idrogeno,
e supponi che l'elettrone sia nel primo livello eccitato e 
che non ci siano fotoni (= stato di vuoto quantistico del
campo elettromagnetico). Sappiamo sperimentalmente che l'elettrone in
pochissimo tempo decadra' al livello 
fondamentale. Come e` possibile? Il primo livello eccitato
e' stazionario = invariante nel tempo, pero` nella realta` decade. Deve
essere colpa del campo elettromagnetico che 
pero' e' nello stato di vuoto!
In effetti se uno considera il sistema atomo di idrogeno
+ campo elettromagnetico + Hamiltoniana di interazione
scopre una cosa interessante: lo stato dato da primo livello
eccitato dell'elettrone + stato di vuoto fotonico NON e`
autostato dell'Hamiltoniano complessivo (a causa del termine
d'interazione). A causa di cio' lo stato evolve ed in pratica
l'elettrone decade nello stato fondamentale e lo stato fotonico
acquista qualche fotone.
Accade qualcosa di simile quando consideri campo elettromagnetico
quantizzato insieme a campo di Dirac quantizzato (elettroni). Parti da
uno stato in cui non ci sono
elettroni = stato di vuoto elettronico e ci sono due fotoni.
A causa dell'Hamiltoniana d'interazione elettroni-fotoni c'e'
probabilita` non nulla di passare da questo stato iniziale ad uno finale
in cui non ci sono comunque elettroni, ma i fotoni 
si sono scambiati impulso ed energia. Per spiegare come
bisognerebbe usare la teoria delle perturbazioni quantistica.
Nota che se non ci fosse l'Hamiltoniana di interazione con
il campo di Dirac (che pero' rimane nello stato di vuoto), 
tale probabilita` sarebbe rigorosamente nulla!
Il calcolo della probabilita` puo` essere sviluppato con la
tecnica dei diagrammi di Feynman e, come saprai, si possono
associare a tale tecnica le "particelle virtuali".
All'ordine perturbativo piu` basso in cui si puo` fare il
calcolo (secondo ordine = "due vertici"), il processo e`
pittorescamente descritto tramite uno scambio di elettrone positrone
virtuali tra i due fotoni.
Se prendi il Jackson di elettrodinamica, se ricordo bene,
trovi nelle prime pagine il diagramma di Feynman del 
processo...
Spero di avere detto qualcosa di comprensibile.
Ciao, Valter

 senza variazioni di quadrimpulso.
Ciao, hai ragione, ho erroneamente scritto del secondo,
ma e` del quarto: ci vuole ovviamente un quadrato di gambe
elettroniche per disegnare il diagramma. Grazie di avermelo
fatto  notare.
Ciao, Valter

 
Ciao, non e` difficile. Considera che non e` possibile pensare 



calcolo (quarto ordine = "quattro vertici"), il processo e`
pittorescamente descritto tramite uno scambio di elettrone positrone
virtuali tra i due fotoni.
NB. Avevo scritto erroneamente SECONDO ordine, ma ovviamente
e` del QUARTO, basta fare il disegnino. 
(Grazie ancora a Squark di avremelo fatto notare)


 Ciao, Valter
Sei stato chiarissimo, e grazie!
Ciao, Rob_jack

 Significa qualcosa di particolare?
 Se ti interessa il significato ordinario della parola, eccolo:
 1 a : a measurement (as of linear dimension) according to
 some standard or system: as (1) : the distance between the
 rails of a railroad (2) : the size of a shotgun barrel's inner
 diameter nominally expressed as the number of lead balls
 each just fitting that diameter required to make a pound
 <a 12-gauge shotgun> (3) : the thickness of a thin
 material (as sheet metal or plastic film) (4) : the diameter
 of a slender object (as wire or a hypodermic needle) (5) :
 the fineness of a knitted fabric expressed by the number of
 loops per unit width b : DIMENSIONS, SIZE c : MEASURE 1
 <surveys are a gauge of public sentiment>
 2 : an instrument for or a means of measuring or testing:
 as a : an instrument for measuring a dimension or for
 testing mechanical accuracy b : an instrument with a
 graduated scale or dial for measuring or indicating
 quantity
 3 : relative position of a ship with reference to another
 ship and the wind
-- 
Enrico Smargiassi
http://www-dft.ts.infn.it/~esmargia
-- 
Posted from 
axpts2.ts.infn.it
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