Re: Neutroni

From: Tetis <gianmarco100_at_inwind.it>
Date: Fri, 24 Sep 2004 17:20:43 +0000 (UTC)

"Artemis" <artemis_at_artemis.it> wrote in message
news:aUH4d.377834$5D1.17121491_at_news4.tin.it

> Dunque a me interessa una cosa in particolare: se l'elettrone che � una
> particella elementare ha la stessa carica del protone ma di segno opposto,
> ne deduco che i quark che costituiscono il protone hanno la risultante della
> carica uguale alla carica dell'elettrone ma di segno opposto? Come fa
> l'elettrone a non essere completamente attirato dal protone, anzi dai
> protoni? In un nucleo possono esserci pi� protoni e uno o due elettroni
> volendo... come mai non collassa l'atomo? Forza centrifuga nel ruotare? (non
> credo proprio visto il dualismo particella-onda, sembra una cosa molto
> spartana quella che ho detto)...

Vero piu' che spartana. L'elettrone e' attratto dal protone
ed anche influenzato dal campo che lui stesso genera e la
QED tiene conto di tutto questo, il modello standard puo'
spingersi a considerare anche altri effetti. Quello che
succede ad un elettrone nei pressi di un atomo puo' essere
anche molto complicato. Comunque la prima chiave di comprensione
della stabilita' e' stata proprio quella che suggerisci del
dualismo onda particella. Con la particella non spieghi affatto
la stabilita' dell'atomo, con l'equazione d'onda di Schroedinger
si ma trascuri della fisica importante e non spieghi le transizioni
elettromagnetiche, con l'equazione di Dirac e la QED tieni conto anche
di questa fisica. Con il modello standard ed il modello elettrodebole
arrivi anche a prevedere la possibilita' che un elettrone sia
assorbito da un protone in un processo beta inverso diventando
un neutrone, evento davvero raro tanto piu' che richiede la
presenza di un neutrino ma possibile. Quindi in un certo senso
l'elettrone puo' "cadere" sul nucleo, solo che piu' spesso
"rimbalza" ovvero subisce scattering anelastico ed il risultato
e' che l'atomo non si accorge di nulla, e' stabile, i processi
importanti avvengono sulla scala delle interazioni fra i diversi
elettroni.

> Potreste dirmi i quark che compongono i neutroni ed i protoni e dirmi la
> loro rispettiva carica?

Intenzione autodidatticamente sconsigliabile, comunque
neutrone up down down 2/3 -1/3 -1/3.
protone due up ed un down. 2/3 + 2/3 -1/3
sono tutti quark della prima generazione, ma nella
descrizione della dinamica strutturale di un neutrone
intervengono campi che coinvolgono tutti gli altri
quark noti compreso il top, i bosoni vettori intermedi:
W+/- e Z0 ed i leptoni: elettroni muoni tauni e neutrini associati,
ed infine il bosone di gauge universale che e' il fotone.
Esiste una controversia notevole circa il ruolo effettivo
di questi campi che e' detto virtuale, ma in effetti se
cambiassero le masse di uno di questi oggetti le grandezze
misurabili cambierebbero. Quello che si pensa e' che la teoria
che e' una teoria perturbativa sia una teoria incompleta, chi
fa i calcoli su questi sistemi si e' accorto che si possono
descrivere alcune proprieta' strutturali introducendo
grandezze astratte che prendono il nome di invarianti e
che sono molto importanti. Queste novita' autorizzano a
pensare che l'idea stessa di particella sia destinata ad
una evoluzione e che possa portare ad caratterizzazione
differente.

> Vorrei provare ad abbozzare su questi dati una piccola, semi-teoria (anche
> se mi sento ignorante), ma i lampi di genio...a volte vogliono dire molto.
>
> Comunque i neutroni reagiscono ad un campo: quello gravitazionale, anche se
> non � esatto dire campo gravitazionale visto che � qualcosa che parte da
> ogni corpo che possiede una massa...i quark hanno massa?

Non e' proprio esatto. Ai quark si attribuisce una massa
nell'ambito del modello standard, questo si, o meglio
quasi perche' ci sarebbe da discutere a lungo sul lavoro
di Cabibbo, Kobayashi e Maskawa, nonche' sulla intuizione
geniale di Bruno Pontecorvo della oscillazione di neutrini.
Quanto pesa un neutrone ed un protone e' piu' complicato. Non ha a che
fare in genere con la somma delle masse dei quark.
L'ordine di grandezza della massa dei quark e' dato dalla
massa del pione moltiplicata per il rapporto fra la massa
del pione e la massa del neutrone. Circa (100/1000)*100 Mev.
Questa massa e' circa 10 Mev mentre il protone pesa cento volte
di piu' questo plus e' energia di legame. Pero' la proprieta'
del confinamento pone dei problemi alla interpretazione di queste
grandezze teoriche come qualcosa di piu'. Tieni presente che un
protone ed un neutrone pure con composizione di quark differente
hanno circa la stessa massa. Se vai alla pagina:

http://pdg.lbl.gov/2004/listings/qxxx.html

trovi un resoconto minimo delle difficolta' connesse con
l'attribuzione di una massa di corrente a queste particelle,
ed un cenno alla possibilita' che il quark u sia privo di
massa di corrente. Meno difficile ma ugualmente problematica
e' l'interpretazione della massa di un elettrone. Cioe' la
difficolta' e' proprio che non si puo' distinguere fra massa
intrinseca e massa dovuta ad auto-energia.
 
> > "carica di colore" (r, g ,b) che � la sorgente
> > dell'interazione forte,
> > mediata dai cosiddetti gluoni. Questi, a differenza dei fotoni
> > nell'interazione e.m., hanno carica
> > di colore non nulla e ci� implica il fatto che i gluoni interagiscono fra
> > loro.
> Beh non ho capito granch�. Se foste cos� pazienti da spiegarmi in termini
> non troppo tecnici, ve ne sarei grato...parlo sempre da ignorante eh, ma �
> una materia che mi affascina tantissimo, anche se studio ingegneria
> elettronica, il mio sogno � sempre stato studiare fisica, e mi piace molto
> fare esperimenti (anche se non riuscir� mai a isolare un neutrone o un
> protone...non penso sia possibile con mezzi di fortuna e bombardare un
> qualsiasi atomo :)

Il problema di spiegare in termini non tecnici la cromodinamica
e' che allo stato delle cose ogni termine che si usa in quella
teoria ha un precisissimo significato tecnico.

> Grazie anticipatamente
>
> Artemis




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