Re: Bosoni e fermioni ( un po' OT )

From: Elio Fabri <elio.fabri_at_tiscali.it>
Date: Fri, 19 Jan 2007 21:03:54 +0100

ivan ha scritto:
> Nel mio acquario ho una dozzina di pesci neon.
> ...
> Si potrebbe, passando alla fisica, anche ipotizzare, ( giusto per
> stimolare i neuroni, niente di pi� :-) )che la decisione, per una
> particella, di essere bosone o fermione � il risultato di una
> selezione naturale e che le particelle con scelta sbagliata, siano,
> nel tempo, scomparse.
> In fondo l'atomo esiste solo se gli elettroni sono fermioni.
> La luce esiste solo se i fotoni sono bosoni.
>
> Be'....scusate la fantasia
La fantasia non ti manca, e alla tua eta' e' del tutto fisiologico.
Il difficile e' riuscire a tenere insieme la fantasia e la chiara
conoscenza della realta' e delle teorie...
Mi pare che Feynman dica qualcosa del genere da qualche parte, ma non
ricordo dove.
Pero', di' la verita': almeno le ultime due righe che ho citato non
sono farina del tuo sacco :)

E la mia impressione e' che in generale ci siano delle letture che ti
hanno dato un'immagine un po' falsa di che cosa sono bosoni e
fermioni.

argo ha scritto:
> Secondo me e' una buona intuizione quella che hai descritto.
> Ti immagini in poche parole un meccanismo fisico che selezioni le
> proprieta' statistiche delle particelle.
Dici? E come la mettiamo coi teoremi spin-statistica?

> Credo ci siano lavori in tale direzione.
Se ne sai di piu', dammi qulache notizia.

Pero', tornando a ivan, vorrei spiegargli quello che secondo me ha
interpretato male di cio' che ha letto.

Cominciamo coi fermioni.
Il modello che ivan ne fa e' semplicemente quello di particelle tra le
quali esiste un'interazione repulsiva. ovvio che tendano a stare piu'
ontane possibile.
Ma questo e' altra cosa dall'essere fermioni...

Non c'e' niente che proibisca a due fermioni identici di trovarsi nelo
stesso posto: basta che differiscano nello stato di spin (e un
fermione non puo' non avere spin...).

Per es. se consideri l'atomo di elio, nel suo stato fondamentale i due
elettroni si trovano, come dicono i chimici, nello stesso orbitale 1s:
le loro distr. di prob. sono del tutto sovrapposte, nonostante che a
causa della carica uguale essi si respingano.
Il solo effetto dell'essere fermioni e' che in quelle condizioni
debbono avere spin "antiparalleli".

Se passiamo a tre elettroni le cose cambiano,, perche' gli stati
indip. di spin sono soltanto due, e non si riesce quindi a piazzare
tutti e tre gli elettroni in 1s.
Ecco perche' il litio e' un metallo alcalino: l'energia di prima
ionizzazione (circa 5 eV, mi pare) e' assai minore che per l'elio
(circa 27 eV).

E ora i bosoni.
Di nuovo, ivan li dipinge come se si "attraessero", il che e' falso.
I famosi "condensati di Bose-Einstein" sono fatti con atomi, e resta
comunque vero che due atomi non si possono avvicinare tra loro oltre
un certo limite, perche' gli elettroni si respingono.
Quello che caratterizza i bosoni e' un altro fatto: che niente vieta
che essi si trovino nello stesso stato (stesso orbitale). Per cui se
ne hai anche molti, essi si disporranno tutti nello stato di piu' bassa
energia disponibile; cosa che i fermioni non farebbero.

Ma il comportamento strano di un condensato dipende da un'altra cosa,
assai meno intuitiva e impossibile da descrivere in termini classici:
il fatto che lo stato del sistema complessivo e' fortemente correlato
(entangled) a causa dell'indistinguibiita' delle singole particelle.
Questo i divulgatori da quattro soldi non lo dicono, e se la cavano con
false analogie, che non possono che indurre in errore.
Al solito :-<
             

-- 
Elio Fabri
Received on Fri Jan 19 2007 - 21:03:54 CET

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