Re: da un articolo su Quark su decadimento del protone

From: Tetis <gianmarco100_at_inwind.it>
Date: Fri, 10 Dec 2004 13:56:11 GMT

                    Il 07 Dic 2004, 02:29, "dumbo" <_cmass_at_tin.it> ha scritto:

> > > e quindi se si materializzano vicino a uno dei quark che compongono
> > > il protone e lo inghiottono, il quark � perduto per sempre e il
protone
> > > � distrutto.
> >
> > Scusa, ma avevo gia' letto questa osservazione in divulgazione
> > ed ero rimasto con due o tre perplessita' probabilmente di difficile
> > risposta.
>
> bisognerebbe consultare l'articolo originale, ma non ho i riferimenti.
> In mancanza di quello, possiamo divertirci a fare congetture.

Tutto quello che trovo su Physical Review D e' un articolo del 1994.
Dove la produzione di black hole e' usata per arguire che c'e' la decoerenza
nell'ambito della quantum gravity. Ed una rielaborazione del 1995 con il
seguente abstract:

One would expect spacetime to have a foamlike structure on the Planck scale
with a
very high topology. If spacetime is simply connected (which is assumed in
this paper),
the nontrivial homology occurs in dimension two, and spacetime can be
regarded as
being essentially the topological sum of S2 x S2 and K3 bubbles. Comparison
with the
instantons for pair creation of black holes shows that the S2 x S2 bubbles
can be interpreted
as closed loops of virtual black holes. It is shown that scattering in such
topological fluctuations
leads to loss of quantum coherence, or in other words, to a superscattering
matrix S/ that does
not factorize into an S matrix and its adjoint. This loss of quantum
coherence is very small at
low energies for everything except scalar fields, leading to the prediction
that we may never
observe the Higgs particle. Another possible observational consequence may
be that the theta
angle of QCD is zero without having to invoke the problematical existence of
a light axion. The
picture of virtual black holes given here also suggests that macroscopic
black holes will evaporate
down to the Planck size and then disappear in the sea of virtual black
holes.
 

Pero' non ha ancora pubblicato riguardo alla conferenza di quest'anno mi
sembra.
Per contro si trova gente che da' la caccia ai buchi neri sulla scala di
Planck.


> > 1) perche' dovrebbe inghiottire un solo quark e non tutto il protone?
>
> forse perch� la vita media della coppia � dell'ordine
> del tempo di Planck, cio� tanto breve che la coppia non fa in tempo
> ad andare in giro ad assorbire altri quark, � gi� molto se riesce a
> inghiottirne uno.

Ok. Pero' quello che mi lasciava perplesso era che secondo la nozione
di black hole della divulgazione un black hole inghiotte senza limiti.
E quindi perche' inghiottito un quark non dovrebbe inghiottirne un altro
e poi un altro ancora? Ma a questo risponde probabilmente la considerazione
sulla stabilita'.

> > 2) questi buchi neri sarebbero creati in coppie, ma allora dopo che
> > uno dei due ha "mangiato" un quark (ottimo formaggio del resto :-) )
> > non e' piu' identico all'anti particella dell'altro, perche' per lo
> meno ha
> > uno stato carico che prima non aveva. Come avviene allora
> > l'annichilazione conseguente?
>
> pu� darsi che l'annichilazione non avvenga, e che la coppia da virtuale
> diventi reale. Naturalmente prendendo energia da qualche fonte esterna.
> (Quale?)

Quanta ne occorre?

> Una volta diiventato reale il membro della coppia che ha catturato il
> quark potrebbe addirittura essere stabile se la sua massa M, spin J e
> carica Q sono legate dalla M^2 = Q^2 + J^2 (ho usato unit� di Planck)
> perch� cos� la sua temperatura di Hawking � zero.

C'e' ancora un articolo di Hawking che dimostra che un buco nero di
Reissner Nordstrom ha entropia nulla.
Qui parli di stabilita' nel senso che il buco nero in queste condizioni
non emette particelle. Cioe' sarebbe una particella lui stesso. Puo'
darsi che questi numeri quantici non siano sufficienti pero'. Il teorema
no hair andrebbe modificato per tenere conto delle cariche topologiche
mancanti. A questa obiezione risponde la teoria delle stringhe con la
congettura di Maldacena e la corrispondenza AdS / CFT. Su questo
Hawking ha pubblicato nel 1999. Possiamo dire che da allora le questioni
di fisica delle particelle nella quantum gravity rientrano nella cornice
speculativa della connessione fra string theory e QCD.

> > che razza di oggetto e' una particella libera con carica frazionaria?
>
> beh qui non vedo problemi: � un oggetto con carica frazionaria!
> La QCD ha difficolt� a concepire quark liberi, ma non mi
> pare faccia obiezioni se a portare la carica frazionaria sono
> altre particelle.

E quello che resta? Oppure ipotizzi uno stato legato fra una particella
di Nordstrom Reissner ed un altro oggetto a due quark. Cioe' il problema
che vedo e' quello che restando su questo piano di immagini e senza
coinvolgere una teoria unificata fra gravita' e fisica delle particelle non
si puo' dire nulla di nulla su questo tipo di fenomeni.

> > 3) dice Urs Schreiber che se qualcuno osservasse un buco nero con massa
> > di Planck Hawking vincerebbe probabilmente il Nobel. Sai perche' e'
> > tanto importante questa ipotesi?
>
> Non ne ho idea. Anche perch� non mi risulta che sia stato Hawking
> il primo a speculare su queste particelle: nella letteratura se ne parlava
> fin dagli anni sessanta (i maximoni di Markov: particelle - buchineri
> con la massa pi� alta possibile per una particella elementare).

Credo che il motivo sia che ad un certo punto Hawking ha cercato una
chiusura del cerchio fra QG e fenomenologia quantistica della teoria dei
campi ed e' arrivato a fare previsioni con il supporto degli strumenti
generali elaborati nell'ambito della teoria delle stringhe. I passi sono
principio olografico, ipotesi di dualita' AdS/CFT. E poi l'articolo di
Randall
Sundrum dal seguente Abstract:

Conventional wisdom states that Newton's force law implies only four
noncompact dimensions.
We demonstrate that this is not necessarily true in the presence of a
nonfactorizable background
geometry. The specific example we study is a single 3-brane embedded in five
dimensions. We
show that even without a gap in the Kaluza-Klein spectrum, four-dimensional
Newtonian and general
relativistic gravity is reproduced to more than adequate precision.

Questo articolo di quattro paginette ha convinto Hawking a lavorare con
Hertog e Reall
sull'argomento. Giddings e' un teorico - sperimentale che lavora sul tema di
evidenze
di fenomeni di stringa e di QG nella fisica delle particelle ed anche se non
rassegnato sa
che le possibilita' di vedere qualcosa con gli accendini, pur se
estremamente precisi,
che possiamo costruire sulla terra sono veramente remote.
 
> > > A differenza dei GUT, qui la vita media non dipende da X
> > > ma da M e quindi da G ; il T che risulta � molto pi�
> > > lungo di 10^31 anni (...) se a G si d� il valore solito
> > > 6.7 * 10^(-8) cm^3 / ( s^2 g) (...) se G ha in certe
> > > circostanze un valore molto maggiore (...) T pu� essere
> > > molto pi� basso (...) Ma qui si aprirebbe un lungo discorso.
>
> > Forse basta un cenno senza entrare nei dettagli. Grazie.
>
> Per esempio una G funzione della temperatura
> come vogliono certi GUT darebbe una vita media
> funzione dell'accelerazione propria A a causa
> dell'effetto Unruh ( temperatura ~ h A / k c ) e
> quindi i protoni altamente accelerati vivrebbero pochissimo.

Bello questo. Non sapevo nulla di questo fenomeno.
Le GUT del resto rientrano nelle considerazioni generali
che riportavo prima sulla geometria dello spazio tempo.

> I protoni dei raggi cosmici subiscono accelerazioni enormi
> quando attraversano i campi magnetici delle pulsar o delle
> magnestar perci� in astrofisica il decadimento del protone potrebbe
> essere un fenomeno frequente. Per non parlare dell'universo
> primordiale. E forse il decadimento potrebbe essere provocato
> negli acceleratori (non in quelli di adesso, temo)

Riguardo all'universo primordiale so che la maggiore ricerca e'
orientata a verificare o smentire l'ipotesi di Black Hole primordiali.
Anche questa situazione e' stata studiata da Hawking. Non trovi
strano che non scriva anche lui su un news group?

> Ciao
> Corrado
>
          

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Received on Fri Dec 10 2004 - 14:56:11 CET

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