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Titolo: Antimateria

Molte volte i fisici hanno teorizzato l'esistenza di determinate
particelle , seguendo un loro percorso mentale di studi e di calcoli
teorici e alla fine le prove di laboratorio hanno dato loro ragione
confermando l' esistenza di tali particelle.
Volevo chiedere quali sono le motivazioni che hanno indotto ad
ipotizzare l'esistenza dell'antimateria ?
Grazie Antonella
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 Grazie Antonella
Di niente, è un piacere.
Corrado

 Grazie Antonella
prego, ciao, Giuseppe
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 bisogno di meccanica quantistica. 
In realta', l'argomento di Weinberg richiede la MQ. Procede come 
segue:
Immaginiamo di avere una particella A, carica +1, che nel punto 
x1 all'istante t1 decade in una coppia A', neutra, e X, carica 
+1. Immaginiamo poi che nel punto x2 all'istante t2 la X sia 
assorbita dalla particella B, carica -1, che di conseguenza 
diventa B', neutra. Osserviamo il bilancio della carica:
- Per t<t1 e' zero: carica di A + carica di B = 1+(-1) = 0
- Per t1<t<t2 e' zero: carica di A' + carica di B + carica di X = 
= 0+1+(-1) = 0
- Per t>t2 e' zero: carica di A' + carica di B' = 0+0 = 0
Fin qui tutto bene. Ma se introduciamo la relativita' le cose si 
complicano. Infatti, essendo la simultaneita' relativa, esistono 
sistemi di riferimento in cui t2<t1, cioe' in cui X e' assorbita 
prima di essere emessa! E' sufficiente che i punti (x1,t1) e 
(x2,t2) siano collegati da un intervallo di tipo spazio (ovvero 
che la distanza sia tale che la luce non puo' andare da x1 a x2 
nel tempo t2-t1).
L'unico modo sensato di vedere le cose e' di immaginare che in 
questi sistemi di riferimento sia B ad emettere X al tempo t2 che 
poi viene assorbita da A al tempo, qui posteriore, t1. Ma che 
fine fa la conservazione della carica?
- Per t<t2 e' zero: carica di A + carica di B = 1+(-1) = 0
- Per t2<t<t1 e' +2: carica di A + carica di B' + carica di X = 
1+0+1=2
- Per t>t1 e' zero: carica di A' + carica di B' = 1+(-1) = 0
La carica non si conserva: non puo' andare. Bisogna ammettere 
allora che la particella emessa da B sia una particella Y con la 
stessa massa ma con carica -1: questa e' l'antiparticella di X. 
Il ragionamento puo' poi essere generalizzato e formalizzato.
Dove entra la MQ? Nel fatto che in meccanica relativistica 
classica lo scambio di particelle tra due punti collegati da 
intervalli di tipo spazio e' strettamente impossibile, e pertanto 
il problema di cui sopra non sorge nemmeno. In MQ invece c'e` una 
probabilita' diversa da zero che cio' accada.
-- 
Enrico Smargiassi
http://www-dft.ts.infn.it/~esmargia

 segue:
 (...)
ottima spiegazione, grazie!
Dunque ricordavo male e mi scuso
con Antonella.
Diciamo allora così: non c'è bisogno
dell'equazione di Dirac.
bye
Corrado

Enrico Smargiassi ha scritto:
 > In realta', l'argomento di Weinberg richiede la MQ. Procede come
 > segue:
 >
 > Immaginiamo di avere una particella A, carica +1, che nel punto
 > x1 all'istante t1 decade in una coppia A', neutra, e X, carica
 > +1. Immaginiamo poi che nel punto x2 all'istante t2 la X sia
 > assorbita dalla particella B, carica -1, che di conseguenza
 > diventa B', neutra. Osserviamo il bilancio della carica:
 > ...
 > Dove entra la MQ? Nel fatto che in meccanica relativistica
 > classica lo scambio di particelle tra due punti collegati da
 > intervalli di tipo spazio e' strettamente impossibile, e pertanto
 > il problema di cui sopra non sorge nemmeno. In MQ invece c'e` una
 > probabilita' diversa da zero che cio' accada.
Direi che la questione e' piu' complessa: non mi pare che basti la m.q.
Bisogna avere creazione e distruzione di particelle, e gia' questo
dice che siamo in teoria dei campi.
Inoltre la particella viene emessa e riassorbita, quindi e' virtuale.
Non e' banale che se ne possa inferire l'esistenza di antiparticelle
*reali*: occorre quanto meno affermare che lo schema perturbativo
della teoria dei campi (particelle libere + interazioni) e'
ben fondato.
------------------------------
Elio Fabri
Dip. di Fisica - Univ. di Pisa
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 Direi che la questione e' piu' complessa:
Infatti si tratta di un argomento, non di una dimostrazione.


 dice che siamo in teoria dei campi.
In proposito ho recuperato un testo di Feynman, uno dei suoi 
ultimi (Dirac Memorial Lectures 1986, pubblicate dalla Cambridge 
University Press nel 1987 col titolo "Elementary particles and 
the laws of physics"). La lezione si intitola "The reason for 
antiparticles" ma, come dice F. stesso, riguarda piu' il teorema 
spin-statistica che le antiparticelle in se'.
Le prime pagine comunque sono dedicate all'esposizione di un 
argomento alla Weinberg. F. suppone di avere una particella 
sottoposta ad un potenziale perturbante U e calcola l'ampiezza di 
probabilita' che la particella, che al punto (x1,t1) e' nello 
stato |0>, ritorni in quello stesso stato in (x2,t2) per azione 
di U passando attraverso stati intermedi |i> che F. suppone 
essere di particella libera. F. Fa notare che dal fatto che le 
energie associate agli |i> devono essere positive si deduce, da 
un teorema sulle trasformate di Fourier, che ci devono essere 
coppie di punti (x1,t1),(x2,t2) separate da un intervallo di tipo 
spazio. A questo punto fa il solito discorso sulla simultaneita' 
e conclude che se il processo iniziale e' rappresentabile cosi':
---\
     \
      --->
(il tempo scorre da sx a dx ed i punti angolosi sono ad (x1,t1) e 
(x2,t2)) per il primo osservatore, per il secondo e' 
rappresentabile come:
---/
   /
   --->
che rappresenta una creazione [in (x2',t2')] ed una 
annichilazione [in (x1',t1')]  di coppie. Creazione ed 
annichilazione sono dunque conseguenza dell'argomento, posto in 
questa forma, e non un presupposto. F. conclude quindi che la 
creazione ed annichilzione di particelledeve essere possibile, 
che devono esistere le antiparticelle e che C=PT (coniugazione di 
carica=parita'*inversione temporale).
Rimane, comunque, il problema di dimostrare che questo argomento 
si traspone dalle particelle virtuali a quelle reali.


 
  Non e' per nulla banale la trasposizione per particelle reali:
  se (e solo se) esistono due osservatori
  che scambiano l'ordine temporale degli estremi del
  tratto obliquo, significa che il tratto obliquo e' di tipo
  spazio e quindi e' percorso da una particella virtuale.
  Ciao, Valter
-- 
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Valter Moretti
Faculty of Science
Department of Mathematics
University of Trento
Italy
http://www.science.unitn.it/~moretti/homeE.html

 
Forse non era chiaro volevo dire che l'argomento e' reversibile:
se la linea e' di tipo spazio allora si puo' invertire l'ordine 
temporale, ma se si puo' invertire l'ordine temporale, e allora
si "vede" nascere ed annichilarsi la coppia per qualche
osservatore (ma non per altri) allora una particella e' virtuale.
Invece volevo chiedere, se qualcuno ci avesse mai pensato:
in teoria quantistica dei campi per gli elettroni, il numero di 
particelle NON e' una quantita' invariante di Lorentz?
Sicuramente la carica lo e', ma il numero di particelle?
Non ho tempo per pensarci seriamente e non ho mai fatto alcun
calcolo in proposito... qualcuno di voi ci ha mai pensato?
