Newsgroup: it.scienza.fisica
Titolo: Gravitone

Quale puo' essere in linea di principio un esperimento che ne determini
l'esistenza?
Grazie.

 Grazie.
Il progetto Virgo, a Cascina di Pisa, è un interferometro gravitazionale
nato da una collaborazione italo-francese, che mira all'osservazione
diretta delle onde gravitazionali.
per il suo funzionamento ti rimando ad un "rapida" ricerca su google.
-- 
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 diretta delle onde gravitazionali.
No. L'esistenza delle onde gravitazionali č prevista dalla RG e non implica
certo l'esistenza dei gravitoni. Come minimo dovrebbero osservare un
comportamento "quantistico" di tali onde...

 dovrebbero osservare un comportamento "quantistico" di tali onde...
vero, ma considerando l'associazione (finora
mai smentita) di onde e particelle, sarebbe
strano se esistendo le onde gravitazionali non 
esistessero i gravitoni. 
bye
Corrado


 esistessero i gravitoni. 
ma l'associazione onde-particelle e' fatto nel caso di teorie 
lineari...con eventuali potenziali che rompono la parte lineare, ma si 
parte da una lineare. Per la gravita' la linearita' e' solo 
un'approssimazione in qualsiasi caso. No?(magari mi sfugge qualcosa 
visto il tempo infinito dal quale non penso a queste cose)
ciao
slacky

 visto il tempo infinito dal quale non penso a queste cose)
Belle questioni...
Alla domanda di "infnmqcern" risponderei "non ne ho idea", appunto
perche' sono del parere che non basti rivelare le onde gravitazionali
(che per inciso, e' gia' provato che esistono).
Un comportamento quantistico e' tutt'altra storia, per cominciare per
ragioni di frequenza/energia. Alle frequenze dei rivelatori attuali,
l'energia del singolo gravitone (se esiste) e' spaventosamente
piccola.
Ne' esistono, che io sappia, rivelatori di singoli gravitoni.
A proposito di Virgo, e del tutto OT: mi sa che non si dovrebbe dire
"Cascina di Pisa", visto che Cascina e' comune a se' e non frazione di
Pisa. Suppongo che i cascinesi s'incazzerebbero :)
Per i non toscani: "Cascina" si pronuncia sdrucciola.
A dumbo replicherei che in realta' di esempi di campi _classici_ di
cui siano stati osservati i quanti non ce ne sono molti: soltanto uno.
Per slacky: vero quello che dici, ma c'e' chi vede la RG come una
teoria di campo la cui non linearita' nasce appunto da una
self-interaction.
Mi pare che gia' Feynman fosse di questa idea, lo e' Weinberg, e mi
pare lo sia anche dumbo, che stando a quello che scrive in altro post
vede la RG come una teoria di gauge.
Io non ne sono convinto, e se ci riesco rispondero' nell'altro thread
("relativita' galileiana").
 
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Elio Fabri
Dip. di Fisica - Univ. di Pisa
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 frequenza? Con cosa?
Penso si riferisca alla variazione del periodo orbitale delle pulsar
binarie dovute alla perdita d'energia per radiazione gravitazionale, il
lavoro che valse ad Hulse e Taylor il Nobel nel 1993.
Ciao
-- 
Riccardo Campana
cam...@despammed.com
 (This is a valid address!)
"Physics is like sex: sure, it may give some practical
results, but that's not why we do it"  (Richard Feynman)

 quale forma. 
Beh, il fatto che la perdita di energia sia "esattamente" al tasso
previsto dalla RG per onde gravitazionali (l'errore sperimentale e'
dell'un per cento: Taylor & Weisberg, ApJ, 345, 434; 1989) dovrebbe
essere un indizio, no?


 Forse perche' una prova diretta e' sempre meglio che una indiretta?
Qualcuno mi spiega la differenza concettuale che intercorre tra prova
diretta e prova indiretta?

 Forse perche' una prova diretta e' sempre meglio che una indiretta?
In sostanza si': la prova basata sulle pulsar richiede di dare fiducia
alla formula della potenza irraggiata.
E' vero che torna tutto e anche meglio dell'1% ormai; inoltre di
pulsar binarie se ne conoscono diverse altre.
Pero' le o.g. hanno sempre dato molto da discutere (Eddington diceva
che "si propagano con la velocita' del pensiero", per dire che erano
un puro parto della fantasia). Percio' per uno sperimentale poterle
"toccare con mano" sarebbe insostituibile.
D'altra parte il Nobel sta a significare che quel risultato riceve il
consenso di una parte importante della comunita' dei fisici.
Senza dubbio pero' chi riuscira' per primo a fare una rivelazione
diretta ne prendera' un altro...


 solo indizi?
Bisognerebbe capire cosa intendi esattamente con "indizio" e cosa con
"prova"...


 diretta e prova indiretta?
Domanda all'apparenza innocente ma in realtà tremendamente complessa,
perchè sottintende una quantità di problemi epistemologici mica da
ridere... e che non si possono certo liquidare con un articoletto in un
newsgroup. Ad ogni modo provo ad abbozzare, se non altro, un tentativo
di risposta.
Anzitutto, IMHO la questione è mal posta: primo perchè una distinzione
netta tra prove dirette e indirette non esiste, secondo perchè la
nozione stessa di "prova" è estremamente problematica. Una delle
conclusioni più importanti che ha raggiunto l'epistemologia
post-positivistica è proprio il fatto che l'interpretazione di un
esperimento ha senso solo ed esclusivamente all'interno di un
determinato quadro concettuale (e lo stesso esperimento può avere
interpretazioni diverse in teorie diverse).
È chiaro che per dire qualcosa di sensato sul problema è necessario
rispondere anzitutto a un'altra domanda spinosa: cos'è una teoria
fisica? Qui volendo si aprirebbe un altro discorso infinito, ma per
farla breve assumiamo la seguente "ipotesi di lavoro": una teoria fisica
è un certo sistema formale (con dei termini primitivi, degli assiomi e
dei teoremi) ed esiste un modo per "tradurre" tutti i teoremi del
sistema in proposizioni che riguardano l'universo fisico. In
particolare, *alcune* di queste proposizioni ci permettono di predire il
risultato di quelle normalmente chiamiamo "operazioni di misura"; se
queste proposizioni predittive risultano effettivamente vere, diciamo
che esse costituiscono una conferma della teoria.
Con questo abbiamo almeno una vaga idea di cosa sia una "prova"; cosa
possiamo dire riguardo alla questione diretta/indiretta? 
Supponiamo che A sia una proposizione predittiva della teoria in esame.
Può essere che A sia una semplice conseguenza logica di pochi teoremi,
anzi diciamo di uno solo, che chiamiamo B; allora se A risultasse vera,
sembra lecito affermare che essa rappresenta una prova "diretta" della
proposizione B. (Naturalmente il punto è che B può non essere una
proposizione predittiva, e quindi non essere direttamente verificabile.)
Viceversa se per ottenere A occorrono un gran numero di premesse
B_1,...,B_n e numerosi passaggi logici intermedi, un'eventuale conferma
di A sarebbe una prova molto meno diretta - cioè più "indiretta" :-) -
di ciascuno dei teoremi B_1,...,B_n. Così, come ho accennato all'inizio
del messaggio, IMHO non ha senso parlare di prove "dirette" o
"indirette" in assoluto: c'è tutta una serie di gradini intermedi che
dipendono dalla struttura logica della teoria in esame.
Nell'esempio del thread, la teoria è la relatività generale e la
proposizione che vogliamo verificare è l'esistenza delle onde
gravitazionali (affermazione chiaramente non "predittiva", visto che non
parla di nessun esperimento in particolare). Questa proposizione ha
molte conseguenze; una, piuttosto immediata, è la descrizione del
funzionamento delle "antenne gravitazionali"; un'altra è la legge che
regola come viene dissipata l'energia in un sistema di pulsar binarie,
la cui deduzione, immagino, fa intervenire altre ipotesi ed è molto più
complicata - purtroppo non conosco così bene la RG da poterlo affermare
con sicurezza :-(
Quindi la verifica della seconda legge costituisce una prova "più
indiretta" dell'esistenza delle onde gravitazionali rispetto a quella
che si avrebbe con gli esperimenti sulle antenne gravitazionali.
Il fatto, poi, che prove più dirette siano preferibili a quelle meno
dirette è, di nuovo, un discorso epistemologico legato al come si
evolvono nel tempo le teorie fisiche, sul quale però non voglio entrare
perchè potrei già aver scritto abbastanza castronerie...

 presentano onde come quelle attese dalla RG.
La questione e' piu' sottile, e non so se riesco a spiegarmi.
Non e' che ci siano altre teorie che non prvedono onde.
Sono alcuni degli stessi fisici che accettano inpeno la RG, a non
essere convinti che abbia senso parlare di onde.
Che le soluzioni che vengono chiamate "onde", siano soltanto delle
particolari trasf. di coordinate, senza significato fisico.
In questo senso, se gli specchi di VIRGO si muovono, meglio ancora
simultaneamente a quelli di LIGO o di qualche altra antanna, anche i
piu' scettici si convinceranno.


 sistema in proposizioni che riguardano l'universo fisico.
Anche qui farei un emendamento: non si tratta solo di tradurre i
teoremi, ma prima ancora i _concetti_.
Di stabilire una corrispondenza fra termini del discorso teorico e di
quello osservativo.
E' proprio il nostro caso: che cos'e' un'onda gravitazionale?
Dal punto di vista teorico e' chiaro; da quello osservativo?
Per cui nel nostro caso mi pare che "diretto" o "indiretto" abbia
molto piu' a che fare con "toccare con mano".
Gli specchi che vibrano si "vedono" muovere (molto per modo di dire,
vista la veramente mimuscola ampiezza degli spostamenti attesi).
Dall'altra parte c'e' una pulsar, che si riceve con un
radiotelescopio, si deve fare un'elaborata analisi del segnale,
mettere a confronto i risultati con calcoli non tanto semplici,
perche' c'e' da tenere conto di un mucchio di effetti sistematici...
Oserei anche dire che il carattere di "diretto" o "indiretto" cambia
nel tempo, man mano che a certi strumenti si prende la mano, aumentano
i dati sulla loro affidabilita', ecc.
Lo stesso vale per la parte teorica.
Insomma, come avevi detto, e' una cosa complicata...


 non ad antenne tipo nautilus?
Cosa sono "nautilus": le antenne alla Weber?
Se e' cosi', direi che la spiegazione sta nella scrsa sensibilita', e
soprattutto nel campo di frequenze a cui sono sensibili: troppo alte
rispetto a quelle dove ci si puo' aspettare eventi piu' frequenti ed
energetici.
 
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Elio Fabri
Dip. di Fisica - Univ. di Pisa
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Fr

 Quel posto che dici, Arecibo, e' un'universita' spagnola?
No, è in Porto Rico. Questo è il radiotelescopio (celeberrimo):
http://pegasus.phast.umass.edu/a101/images/arecibo.gif
Tra l'altro devo ancora capire come diavolo fanno a direzionarlo...

 perche' c'e' da tenere conto di un mucchio di effetti sistematici...
Quindi se ho capito bene per te la discriminante tra prova diretta e
indiretta è sostanzialmente la complessità del "post-processing"
necessario ad estrarre effettivamente le misure da ciò che si osserva?
 

 Tra l'altro devo ancora capire come diavolo fanno a direzionarlo...
Per lo piu` aspettano che la terra giri nella direzione giusta :-)
In realta` c'e` una piccola possibilita` di puntamento spostando 
l'illuminatore che e` appeso sopra lo specchio (quello proprio non si 
muove).
-- 
Franco
Wovon man nicht sprechen kann, darüber muß man schweigen.
(L. Wittgenstein)

 scommetterci, faranno la stessa fine delle altre ricerche)?
Beh, e' un fatto che quelle antenne non hanno trovato niente.
Puo' dipendere dalla banda di frequenze.
Sugli aspetti strettamente tecnici dal punto di vista sperimentale,
non sono in grado di pronunciarmi.
L'obiezione che ho sentito degli antennisti e' che il sistema non ha
memoria, a differenza del loro. Nutro poi dubbi sul conservare
l'allineamento degli specchi riscaldati dal laser, nonostante le
assicurazioni sui materiali impiegati. Ma cio' ci porta troppo lontano.
Chi vivra' vedra'...


 necessario ad estrarre effettivamente le misure da ciò che si osserva?
Beh, non so se e' corretto ridurlo a post-processing.
Per es. nel caso di Hulse e Taylor bisogna tener conto di tutti gli
effetti di RG sui periodi degli impulsi, ma anche del loro ritardo
nella propagazione attraverso il mezzo interstellare, dell'eventuale
perturbazione dovuta ai pianeti del sistema solare...
In questo caso e' solo post-processing, perche' non puoi fare altro
che raccogliere i dati e poi lavorarci su.
Nel caso di VIRGO e' diverso, perche' c'e' anche la progettazione
dell'interferometro, che dovrebbe minimizzare un po' di disturbi: in
certo senso un "pre-processing".
Pero' in senso intuitivo sembra piu' semplice collegare l'oscillazione
degli specchi all'arrivo dell'onda, che estrarre l'emissione dell'onda
dalle variazioni del periodo della binaria.
Ma ad essere maligni, un teorico direbbe che questo e' un atteggiamento
da sperimantale, che davanti a una teoria troppo complessa si spaventa
e diffida, mentre dell'apparato sperimentale si fida di piu'.
Forse per il teorico e' l'inverso ;-)
Se e cosi', l'epistemologia sconfina nella psicologia :-)
