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Titolo: Vita di un protone

Si dice che la vita media di un protone sia di alcuni miliardi di
miliardi..... (adesso non ricordo quanto) ... di anni.
Volevo chiedervi, il decadimento, appunto, del protone (o di qualsiasi altra
particella) č dovuto a un evento statistico o c'č una specie di "orologio"
all'interno del protone (cioč, il protone cambia continuamente il suo stato
col passare del tempo)?
grazie

 grazie
prego
Corrado

 la particella che decade.
Non sono mica d'accordo...
Aff ha giustamente notato che il problema riguarda qualsiasi
partricella: potrebbe essere un neutrone (15 min), un muone (2
microsecondi) ecc.
Ma non c'e' nessuna differenza neppure rispetto al "decadimento" di un
atomo che si trovi in uno stato eccitato: a un certo punto spara fuori
un fotone e torna nello stato fondamentale.
In tutti i casi abbiamo un processo descrivibile astrattamente come
A --> B + C
dove A e' la particella iniziale, B e C sono i prodotti di decadimento.
Non mi pare che occorrano fluttuazioni del vuoto e altro del genere.
Abbiamo A che sarebbe uno stato stazionario del sistema se non ci fosse
una certa interazione (debole nel caso del neutrone e del muone, e.m.
nel caso dell'atomo).
L'interazione produce un'ampiezza di transizione non nulla da A verso
B+C, e il risultato e' che il sistema che inizialmente si trovava nello
stato A col passare del tempo si trova in una sovrapposizione degli
stati A e B+C, con l'ampiezza di B+C che cresce nel tempo.
In questo senso dunque l'oroogio c'e', perche' lo stato cambia. Se io
dispongo di uno strumento adatto, posso determinare se al tempo t il
sistema si trova nello stato A oppure in B+C, e il risultato sara' l'uno
o l'altro con un certa probabilita' (crescente nel tempo a favore di
B+C.
Percio' l'effettivo decadimento e' determinato dal processo di misura,
come in ogni fenomeno quantistico.
-------------------
Elio Fabri
Dip. di Fisica "E. Fermi"
Universita' di Pisa
-------------------

 B+C.
Io non mi intendo affatto di fisica dei quanti e quindi se dico una fesseria
perdonami, ma vuoi dire che se si potesse prendere una qualsiasi particella
in apparenza stabile, isolarla completamente dal mondo esterno, ed aspettare
un certo periodo di tempo, se ne avrebbe comunque il decadimento? Il
decadimento di un protone non č dovuto ad una qualche specie di interazione
con il mondo esterno?
Grazie, ciao

 wrote:

Per quel che ne so io il decadimento č un fatto statistico. Quello del
protone lo stanno ancora aspettando tenendo sotto osservazione
trilioni di protoni sperando che prima o poi... Qualche fenomeno
"sospetto" č gią stato rilevato...
A me pare che ci sia molto che sfugge nella spiegazione anche se le
misure quantistiche sono eccezionalmente in linea con la realtą.
Misurare e prevedere con grande precisione un fenomeno non mi pare la
stessa cosa che capirlo. Ma non sono un fisico...
Ernesto

ciao, io non ho capito qual'è il problema che si pone. Io ammetto di non
intendermi parecchio di queste cose, però il protone nell'ambito di una
opportuna teoria, avrà una probabilità di decadimento (esattamente come
tutte le altre particelle) il cui inverso è la vita media T della particella
stessa, che questo T sia parecchio grande rispetto ai tempi ordinari di
decadimento delle altre particelle questo è un fatto, non so quanto sia
corretto chiedersi perchè. Del fatto che poi la particella sia stabile o no
questo, credo, dipenda dalla teoria con cui cerchiamo di descrivere la
stessa: il neutrone in QED è stabile, in elettrodebole evidentemente no.
Forse si vuole cercare di capire da quale istante occorre cominciare a
misurare il tempo T, ma non sono sicuro che questa domanda sia completamente
sensata (rispetto al senso classico). A questo punto vorrei anche io saperne
un po' di più da chi ci capisce o ci ha pensato.
saluti, Adriano

 un po' di piu' da chi ci capisce o ci ha pensato.
Invece direi che _e'_ sensata.
Tu sai con certezza che a un certo istante la tua particella e' -
poniamo - un neutrone: perche' e' stata appena prodotta, o perche' ne
hai misurato gli opportuni numeri quantici.
Ti domandi: che succede a un generico tempo t?
La mia risposta era che avrai una sovrapposizione dello stato di
neutrone e di quello dei prodotti di decadimento, con ampiezze variabi i
nel tempo.
(Incidentalmente, non e' banalmente vero che la variazione delle
ampiezze sia esponenziale: non lo e' a tempi molto brevi, come puoi
facimente capire con un calcoletto perturbativo, e non lo e' a tempi
molto lunghi: l'ampiezza decresce come una potenza di t, non ricordo se
t^(-3/2) o qualcosa del genere. Solo in una regione intermedia
l'andamento e' esponenziale, come si usa dire.)
Dato che al tempo t hai una sovrapposizione, ti trovi nella solita
situazione di tutte le sovrapposizioni quantistiche: fai una misura, e
trovi con una certa probabilita' un autostato o un altro.
A questo punto, se hai ancora trovato il neutrone, l'orologio riparte da
zero...


 zero...
ciao, paradossalmente intendevo dire che in questo senso _non è_ sensata:
quello che voglio dire è che, secondo il comune senso di orologio, dovrebbe
esistere un unico inizio rispetto a cui misurare l'evoluzione temporale. Ma
ciò non è ovviamente vero in MQ (ed in questo senso è sensata sia la domanda
sia la tua risposta :-)) ogni volta che riparte l'orologio mi aspetto un
tempo T per il decadimento. Una domanda (a cui probabilmente dovrei saper
rispondere io stesso, ma perdonami la stanchezza mentale): trascorso il
tempo T di vita media dovremmo vedere la particella decaduta con probabilità
vicino a 1?
grazie, saluti, Adriano

 vicino a 1?
Devi essere proprio stanco...
La prob. di trovare la particella ancora non decaduta al tempo t e'
exp(-t/T).
Ma dato che questo lo sai di sicuro, quale' il senso della domanda?
