Il 23 Ott 2006, 01:27, Soviet_Mario <Soviet_at_MIR.CCCP> ha scritto:
> Nel seguente estratto :
> http://www.lescienze.it/specialna.php3?id=11548
Permettimi di iniziare dalla fine:
> ho letto della preparazione, nei pori della silice, del
> positronio in forma molecolare (biatomico) a partire da atomi di
> positronio, fatti di un elettrone e un positrone.
> Come mai non si annichilano istantaneamente ?
> Ricordo che un po' di tempo fa Elio Fabri mi aveva spiegato che
> anche nel singolo atomo di positronio isolato questo poteva
> accadere. Mi pare davvero strano che una strana bestiola come
> quella possa originare addirittura una forma molecolare dotata
> di esistenza misurabile ! (nell'estratto non viene cmq detto
> esplicitamente cosa sia in effetti stato misurato di questa Ps2).
Tutte domande pi� che legittime. Ma cosa hanno osservato
questi signori? Hanno osservato che se sparano positroni
su un blocco di silice e vanno a cercare i raggi gamma
dei decadimenti, che ricordiamo sono in numero diverso
per il para-positronio e per l'ortopositronio, e se quindi
aumentano la densit� di "atomi" di positronio, si verifica
che l'intensit� della "riga" corrispondente all'annichilazione
dell'ortopositronio diminuisce del 33% loro attribuiscono
questa circostanza al verificarsi di due effetti: il primo essenzialmente
collettivo, legato all'interazione di scambio, che essenzialmente
inibisce il decadimento, il secondo dovuto all'instaurarsi di una
interazione prossimale fra coppie di atomi di positronio
in stato di tripletto con una polarizzazione opposta. Per questi nuovi
oggetti loro stabiliscono il nome molecole di Ps_2. Trattasi di
risonanze, in termini pi� tecnici, con ogni probabilit� di risonanze di
Feshbach. In termini semplicioni quello che si pu� pensare � che
la coppia di fermioni rimanga intrappolata per qualche tempo in uno
stato in cui ogni coppia mantiene la propria identit�, ma l'interazione di
dipolo funge da legante. In questa configurazione la stabilit� dei singoli
atomi
pu� cambiare per via del fatto che cambia la densit� degli stati accessibili
alla dinamica dei "singoli" fermioni all'interno del complesso, in modo che
la "collisione" annichilativa risulti avere una probabilit� pi� bassa. Da un
punto di vista diagrammatico la situazione pu� essere vista come
un cambiamento delle regole di decurtazione dei diagrammi.
In tutto questo giova sempre pensare che la meccanica quantistica
e la teoria dei campi prevedono un'immagine differente da quella
a cui siamo abituati dai cinque sensi, in primo luogo come osserva
Dario � lo stato dell'intero sistema che diventa fisicamente rilevante,
anche quando ha qualche significato parlare di osservabili come la
distanza media fra due coppie. Come si pu� fare questo? Si introduce
un operatore che conta il numero di stati di tripletto in una coppia
di punti distanti, si costruisce un osservabile per il momento angolare,
etc... nello stato collettivo si trovano delle correlazioni fra queste
grandezze. Sebbene appaia complicato questo modo pu� essere
usato anche in chimica e riconduce alle tradizionali immagini guida,
solo con una maggiore ampiezza di vedute e con qualche precautela
in pi� rispetto ai casi in cui la fenomenologia quantistica e/o la
fenomenologia statistica possa essere rilevante.
> A prescindere dalla leggerezza di questo "oggetto" (che non mi
> sembra manco troppo giusto definire atomo dato che non ha la
> struttura dei normali atomi, essendo privo di protoni e
> neutroni), quel che pi� mi incuriosiva era questo dubbio : com'�
> fatto il legame in questo oggetto ?
Volendo rispondere in modo semplicione � fatto come il legame
in una molecola di Argon o di Elio. Sono difficili da osservare
ma sono molecole di Van der Waals. Come al solito si pu�
obiettare che l'immagine corretta per degli oggetti legati da
forze di Van der Waals � quello di aggregato. Ma intervengono
poi dei vincoli probabilistici sul peso relativo delle correlazioni
a due stati di tripletto rispetto alla correlazione a pi� stati
di tripletto. In particolare sotto l' ipotesi di caos molecolare
forte si possono esprimere le funzioni di correlazione a
pi� corpi in termini delle funzioni di correlazione di coppia.
E' un tipico trucco dell'espansione in cumulanti per le funzioni
di correlazione gaussiane.
> Nelle molecole normali si hanno nuclei pesanti essenzialmente
> separati e lontani, e gli elettroni di valenza disposti in
> orbitali molecolari che "li avvolgono" e li tengono legati.
In termini di orbitali le cose funzionano davvero poco in
caso di atomi di positronio. Nel senso che tipicamente
si tratta di oggetti caldissimi, in cui la dinamica � davvero
intricata. Il problema quantitativo pi� serio sta nella classificazione
dei processi virtuali e nella somma delle serie infinite, da un
punto di vista della teoria della rinormalizzazione la difficolt�
sta nel fatto che non � lecito agganciarsi alle masse e cariche
vestite degli stati liberi, ma occorre ricorrere agli stati di scattering
specifici del problema con le regole di selezione dinamica del
caso. In pratica le uniche cose semplici da dire sono riguardo
a tempi caratteristici che hanno buone separazioni di scala, come
il tempo di decadimento dell'ortopositronio e del parapositronio,
ma senza aspettarsi di prevedere le misure in due balletti.
> Ora in questa molecola, Ps2, chi funge da legante ?
Il campo elettromagnetico esattamente come negli
atomi, ma non hai pi� separazione di scala dovuta
alla massa. La separazione di scala si ha fra il
termine di monopolo che governa l'interazione all'interno
della coppia ed il termine di dipolo che governa
l'interazione fra le coppie.
> La coppia di elettroni ?
> La coppia di antielettroni ?
> Entrambi ?
>
> Se � l'ultima, che mi verrebbe da immaginare per simmetria, le
> densit� di probabilit� massime e le distribuzioni spaziali di
> densit� di probabilit� per elettroni e positroni, sono uguali ?
Come nel caso degli atomi quello che ha significato fisico �
la densit� di probabilit� delle configurazioni complessive. Ma
nel caso delle molecole ordinarie hai in pi� i vantaggi che
derivano dal fatto che i nuclei sono molto pi� localizzati degli
elettroni.
> Come mai non si annichilano istantaneamente ?
istantaneamente no ma in tempo molto breve si.
Ma pi� ne metti meno andrai ad osservare annichilazioni.
Il motivo � che mano a mano che la densit� aumenta
uno si aspetta un equilibrio fra processi di annichilazione
e processi di formazione di nuove coppie elettrone positrone.
Andando nel dettaglio questo equilibrio si esplica via via
nell'emergere di nuove strutture ed in particolare nell'emergere
di funzioni di correlazione e di sezioni d'urto efficaci che dipendono
criticamente dalla densit�. Ma da un punto di vista diagrammatico
le varie pitture dovrebbero ridursi, da un punto di vista statistico,
coerentemente ad un conteggio
dei diagrammi di scattering e del loro peso mediante tecniche di
rinormalizzazione e di regolarizzazione delle somme senza nulla
togliere ben s'intenda all'impredicibile unicit� intrinseca in ogni
fenomeno naturale.
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Received on Mon Oct 23 2006 - 19:16:52 CEST