Re: un quadro d'insieme che sembra chiudersi...

From: Elio Fabri <mc8827_at_mclink.it>
Date: Thu, 27 Oct 2005 21:14:17 +0200

stefjnoskynov ha scritto:
> Allora, con i progressi della scienza dei primi anni del 20-esimo
> secolo si � giunti ad una concezione unificata di radiazione e
> materia. La materia � sempre soggetta ad una indeterminazione
> quantistica e se questa � quantomeno non trascurabile ai fini della
> comprensione del sistema allora essa (la materia) ci apparir�
> sottoforma di radiazione.
Non ho capito il senso di questo post...
Non ci sono domande, quindi non stai chiedendo spiegazioni.
Ci sono una quantita' di affermazioni su "come tu vedi il mondo": le
hai scritte perche' altri le commentino? Perche' le discutano?
O volevi solo esternare il tuo pensiero? :-)

Senza dubbio hai scritto parecchie ... (lascio a chi legge di riempire
i puntini). E mi sembra di capire o di ricordare che tu stai studiendo
fisica, ma direi che un aspeto di base della fisica non l'hai ancora
colto: dare un significato chiaro alle parole che si usano, evitare
"voli pindarici" da un'idea all'altra, ecc.
O se preferisci, i "voli" vanno lasciati a quei pochi che possono
permetterseli, di alcuni dei quali hai fatto i nomi...

Mi sono anche chiesto a che pro risponderti, e la risposta e' la
solita: un po' delle confusioni che fai non sarai prob. il solo a
farle, quindi i miei commenti potranno essere utili anche ad altri.

E veniamo al dunque.
Nel brano che ho gia' citato c'e' prima di tutto un equivoco, che si
collega con quanto dicevo in un post di ieri (leggilo, se non l'hai
gia' letto): tu confondi la coppia materia/radiazione con la coppia
onda/corpuscolo.
Qualunque cosa la parola "radiazione" significhi in fisica, non va
identificata con "onda".
Tanto e' vero che il fenomeno di cui parli viene spesso indicato
parlando di "onde di materia". Quindi onde, ma relative alla materia.
La radiazione lasciala stare, che non c'entra.

> Viceversa la radiazione � interpretabile come materia dislocata e, se
> altri effetti sono preponderanti rispesto al fenomeno del
> "dislocamento" (o meglio dell'indeterminazione!) allora la radiazione
> ci potr� apparire come mataria. In breve radiazione e materia sono
> solo due modi complementari di vedere una stessa entit� e non due
> entit� di natura complementare!
Ne segue che tutta questa frase non sta in piedi, _se non nel tuo
personale vocabolario_, che non e' quello della fisica.

> Un elettrone che gira attorno ad un nucleo � interpretabile come una
> radiazione, ovviamente i tempi di evoluzione di un sistema cos�
> piccolo sono molto brevi e se un elettrone si ostina a girare anche
> solo per una frazione di secondo attorno al suo nucleo vuol dire che
> ha raggiunto un equilibrio tra effetti repulsivi e effetti attrattivi.
Da qui in poi dunque assumo di leggere "onda" tutte le volte che trovo
"radiazione".

L'equilibrio tra effetti repulsivi ed attrattivi immagino che non sia
altro che la solita storia di forza centripeta e centrifuga che si
fanno equilibrio...
L'hai per caso raccontata a qualche esame? E ti hanno approvato? Non
lo troverei impossibile: con l'universita' di oggi non c'e' da
meravigliarsi piu' di niente :-<

> E' ragionevole a questo punto pensare all'elettrone come ad un onda
> stazionaria, ossia un onda che non trasporta energia o, utilizzando
> una terminologia pi� indicata per la circostanza, non emette ne
> assorbe fotoni!
Che un'onda di de Broglie stazionaria non trasporti energia e' vero,
ma l'emissione o assorbimento di fotoni non c'entra un bel niente.
Sarebbe troppo complicato spiegarti perche'...

> Un onda di questo genere non pu� che avere numeri d'onda discreti,
> perch� un onda stazionaria deve avere una lunghezza d'onda
> sottomultiplo intero della traiettoria percorsa.
Bah... Tu stai pensando al solito modello primitivo e anche sbagliato
dell'onda che percorre una traiettoria circolare.
In realta' traiettoria e onda sono incompatibili, e poi ci sono anche
situazioni piu' complicate, che in mecc. classica corrispondono alle
orbite ellittiche.
In questo caso il discorso del numero intero di onde non si sa piu'
come applicarlo...

> Da qui e dalla relazione di planck E=h\nu viene anche la
> quantizzazione dell'energia!
Niente affatto! Hai forse provato a fare il calcolo?
Sempre restando in quel modello primitivo, la prima cosa che trovi e'
la quantizzazione del raggio dell'orbita, da cui segue quella
dell'energia dato che l'energia dipende solo dal raggio.

> ...
> Gradirei per� arrivare a poter spiegare il fenomeno delle bande in
> maniera un p� meno approssimata ma pur sempre mantenendomi su un
> livello puramente descrittivo; chiss� se qualcuno qui non sia disposto
> a darmi una mano... ;-)
Io no...
Non saprei come fare, e credo sia impossibile.

> C'� un altro aspetto della meccanica quantistica che mi turba e mi
> affascina, aspetto destinato (spero) ad essere compreso e ampliato a
> tempo dovuto.
Ecco, appunto: perche' non aspetti il "tempo dovuto"?

> Allora, con la meccanica quantistica abbiamo introdotto il principio
> di indeterminazione che mi pone un limite sulla conoscenza delle
> variabili "canoniche coniugate".
No. *Non e'* un "limite alla conoscenza".

In un qualsiasi stato quantistico accade sempre che variabili
coniugate *hanno* valori piu' o meno indeterminati, e col limite che
sai al prodotto delle indeterminazioni.
La "conoscenza" non c'entra, anche se sono esistite (e forse esistono
tuttora) interpretazioni soggettivistiche della m.q., che portano a
tali affernazioni.

> ...
> l'unica cosa che suona strana nella meccanica quantistica � il tempo
> come parametro e non come osservabile a cui associare un operatore.
Eh gia': problema non da poco!

> ...
> ma ho comunque l'impressione che qualcuno nel formulare la meccanica
> quantistica classica si sia ispirato appunto ad alcune delle
> conclusioni della relativit�. Mi riferisco in particolare a De Broglie
> e alla formulazione del quadriimpulso come quadrivettore formato dal
> tri-impulso e dalla componente temporale che (guarda caso) �
> costituita dall'energia classica!
E' vero: questo brano e' senz'altro il migliore del tuo racconto :-)

> E' stato De Broglie a pensare alla materia come radiazione aprendo
> cos� le porte di una interpretazione di materia e radiazione come due
> visioni complementari di una stessa entit�!
Ripeto le riserve di cui sopra: non e' affatto "materia come
radiazione".
Se mai si dovrebbe dire che a quel tempo era ormai stabilito che la
radiazione e.m. mostrava proprieta' cospuscolari, accanto a quelle
ondulatorie note da tempo.
De Broglie ebbe l'intuizione che potesse essere vero il viceversa: che
la materia pensata fino allora come costituita da corpuscoli potesse
avere anche un comportamento ondulatorio.
Ma la materia resta materia, e la radiazione resta radiazione.

> Che ne � di un quadriinpulso con le stesse "libert�"? In particolare
> cosa pu� rappresentare una entit� fisica priva del triimpulso ma con
> componente temporale non nulla? Esiste una cosa del genere? Si!
> Esempio eclatante � il fotone!
O poveri noi!
Forse che i fotoni non hanno "tri-impulso"?

> E cosa ne � invece di un quadri-impulso in cui il tri-impulso � non
> nullo mentre invece la quarta componente � nulla?
> Semplice un oggetto materiale che sta fermo per fatti suoi e ben
> solidale al suo sistema di riferimento.
Semplice si', ma del tutto diverso da cio' che scrivi: se il corpo e'
fermo la quarta componente non e' affatto nulla: vale mc^2.

> Ecco allora che si incomincia a delineare una idea di un'unica
> identit� di radiazione e materia. Tanto pi� sar� preponderante la
> componente temporale del quadriimpulso (l'energia) tanto pi�
> "l'entit�" avr� sembianze radioattive, tanto pi� invece sar�
> preponderante il triimpulso tanto pi� "l'entint�" avr� sembianze
> materiali!
Qui non faccio commenti, perche' dovrei solo ripetermi.
E lasciamo stare le ... poeticissime "sembianze" :-))
Ti correggo solo una parola: "radioattive".

"Radioattivo" si dice di una sostanza che enette spontaneamnete certe
"radiazioni" (che guarda caso, in molti casi sono particelle...)
Tu volevi scrivere "radiative", che sta a "radiazione" come "relative"
sta a "relazione", "cognitive" sta a "cognizione", ecc. ecc.

> ...
> E allora girando un sistema di riferimento quadridimensionale (non ho
> idea di come si possa fare praticamente!) io potrei trasformare la
> radiazione in materia e la materia in radiazione!
La rotazione che dici si fa con una trasf. di Lorentz.
Ma scordati che questo porti a trasformare materia in radiazione e
viceversa, per le ragioni che ho gia' detto.

> Questo � un concetto analogo a quello secondo cui la massa � solo uno
> stato dell'energia e non una entit� a se stante e con i confini ben
> marcati.
Uff... Anche su questo ho scritto appena ieri: vattelo a leggere.

> ...
> Penso che per completare il quadro dovr� studiare meccanica
> quantistica relativistica e quindi capire come da materia e
> "antimateria" ( :-O ) io possa ottenere radiazione!
A me pare che dovresti proporti degli obbietivi assai piu' modesti...
C'e' un sacco di fisica ben prima della m.q.r. che devi capire!

Auguri.
                                                 
                                                 

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Elio Fabri
Dip. di Fisica - Univ. di Pisa
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Received on Thu Oct 27 2005 - 21:14:17 CEST