Spero di non risponderti troppe cavolate, sono un
appassionato con poco tempo per gli approfondimenti...
[Piercarlo :]
>[...] a parte il
>fatto che il campo elettrico pu� avere due polarit� mentre il campo
>gravitazionale ne ha una sola (le masse a differenza delle cariche
>elettriche si possono solo attrarre tra loro) e a parte la differente
>intensit�, esiste qualche altro connotato che le distingue?
A parte le innumerevoli conseguenze delle differenze citate?
Su questa domanda glisso. Segnalo pero` che fare esperimenti
con la gravita` e` difficile e che pertanto non e` cosi' ben
conosciuta come l'elettromagnetismo. Non esiste ancora una
buona teoria quantistica della gravita`, che io sappia.
>a) che cosa fa le veci della
>carica elettrica? (penso la massa ma vorrei una conferma).
Tecnicamente parlando, l'energia totale. Si', diciamo in
sostanza la massa, ma quella relativistica (cioe`�inclusa la
massa associata all'energia cinetica del corpo), non solo la
massa di riposo, altrimenti le particelle a massa di riposo
nulla, come i fotoni, non graviterebbero. Poi, come nel caso
elettromagnetico hanno importanza i movimenti di carica (le
correnti, che generano un campo magnetico), in gravitazione
hanno importanza i movimenti di questa massa, ma in modo
decisamente piu' complicato che nel caso
dell'elettromagnetismo. Bisogna anche considerare che, mentre
un campo elettrico non ha carica elettrica, un campo
gravitazionale (anzi, qualunque campo) contiene energia che
contribuisce a creare il campo gravitazionale.
> 2) se una
>massa si muove (o meglio accelera) dovrebbe generare un qualcosa di
>analogo a un campo magnetico.
Si'. Mi pare che qualche anno fa si sia tentato di verificare
se il moto rotatorio della massa terrestre provoca qualche effetto
visibile nel moto dei satelliti; mi pare che l'esito fosse
stato positivo, benche' al limite della sensibilita`
sperimentale (l'effetto e` cosi' piccolo che troppi fattori
possono disturbare il risultato). Mi pare si chiami effetto
Lense-Thirring.
> Questo "campo magnetico" sarebbe la
>curvatura dello spazio di cui si parla nella relativit� generale?
No, la curvatura dello spazio-tempo (non del solo spazio) e`
responsabile di tutti gli effetti gravitazionali, compresi
quelli che sperimentiamo ogni giorno, non del solo
gravitomagnetismo.
>Inoltre, nel caso in cui si generino onde gravitazionali, quali sono gli
>analoghi in essa delle componenti elettrica e magnetica che si ritrovano
>in un'onda elettromagnetica? Una delle componenti dovrebbe essere quasi
>certamente la curvatura stessa dello spazio (o meglio, la "piega" di
>questa curvatura che si propaga nello spazio) ma l'altra qual �?
Magari fosse cosi' semplice, ci fossero solo due componenti.
Il campo elettrico e il campo magnetico sono vettori. Per
specificare completamente un vettore in uno spazio
tridimensionale occorre specificare tre componenti. Per
specificare il campo elettrico e magnetico occorrono quindi
sei numeri per ogni punto dello spazio. In realta` questi
numeri non sono tutti indipendenti gli uni dagli altri e se
ne possono risparmiare un paio descrivendo il campo EM
attraverso il suo potenziale, che richiede quattro numeri per
ogni punto per essere specificato: un numero per il
potenziale scalare piu' tre per il potenziale vettore.
Il campo EM e` quindi gia` abbastanza complicato, dato che ci
vogliono quattro numeri per specificarlo. Bene, il potenziale
gravitazionale richiede dieci numeri per essere completamente
specificato... nell'ambito della cosiddetta approssimazione
lineare. Se poi non si vuole approssimare... e stiamo sempre
parlando di potenziale; il campo poi... praticamente in
relativita` generale tutti lavorano solo con il potenziale,
chiamandolo "campo" gravitazionale. Questo mi fa pensare che
il campo vero e proprio sia parecchio piu' complesso.
> Pu�
>esserci un meccanismo in grado di trasferire massa (o meglio ci� che da
>alla massa la sua qualit� di "massa") senza allo stesso tempo trasferire
>materia nel senso ordinario del termine?
Dipende da cosa intendi per senso ordinario del termine
materia. La fonte del campo gravitazionale, come detto sopra,
e` l'energia, che viaggia benissimo sotto forma di onde di
vari tipi (es. luce, onde gravitazionali).
>non ho ben
>chiaro quali dovrebbero essere le componenti di un'onda gravitazionale.
Tante... troppe... :-)
>Di questo secondo
>"qualcosa" non riesco a farmi alcuna idea sensata. Mi aiutate a capirci
>qualcosa?
Va al di la` delle mie attuali modestissime conoscenze di
appassionato e probabilmente al di la` di un qualunque
tentativo di divulgazione senza un uso massiccio della
matematica.
>Ultima "perla": mi sono scaricato oggi un opuscolo introduttivo sul
>cosiddetto "Modello Standard" in cui si parla tra le altre cose di forza
>forte. Da quello che ci ho capito, a parte l'intensit� e a parte il
>brevissimo raggio di azione, questa sembra essere una forza che agisce
>"a distanza" come le altre gi� citate sopra (ovvero un qualcosa che
>trasferisce energia a spese della tensione di un campo). Quello che mi �
>venuta spontaneo domandarmi �: se questa forza agisce attraverso un
>campo come la forza elettromagnetica e gravitazionale dovrebbe, al pari
>di queste ultime, essere in grado anche di generare un qualche tipo di
>"onda" in grado di trasportare energia da un punto all'altro dello
>spazio. E' cos�?
Direi di si', piu' o meno.
> E se � cos� ha un qualche effetto rilevabile
>all'esterno dei nuclei atomici oppure c'� qualche meccanismo che ne
>confina gli effetti all'interno di essi?
L'interazione forte agisce tra i quark. La particella di
scambio e` il gluone (come nel campo EM e` il fotone).
Tuttavia, a differenza del fotone, che non ha carica
elettrica, il gluone ha "carica forte" e questo rende le cose
piuttosto complicate. In sostanza, da quel quasi niente che
so (lietissimo d'essere corretto e imparare qualcosa se sto
sparando cavolate), i gluoni non riescono a uscire dal nucleo
a causa della loro "carica". Il fatto e` che la forza forte,
a causa della "carica" (tecnicamente detta "colore", ma con i
colori non ha nulla a che fare) dei gluoni, aumenta con la
distanza, per cui le particelle "colorate" non possono
allontanarsi troppo l'una dall'altra. Solo aggregati
"cromaticamente" neutri possono allontanarsi gli uni dagli
altri. Gli unici aggregati neutri possibili di quark sono le
triplette di quark, le triplette di antiquark e le coppie
quark-antiquark. Protoni e neutroni sono appunto triplette di
quark, quindi possono allontanarsi gli uni dagli altri. Sono
tenuti insieme nel nucleo da un effetto secondario della
forza forte: protoni e neutroni interagiscono scambiandosi
pioni (mesoni pigreco, che sono, come tutti i mesoni, coppie
quark-antiquark). Si tratta di un effetto secondario della
forza forte perche' protoni e neutroni interagiscono
indirettamente attraverso i pioni con i quali pero`
interagiscono a piu' breve distanza tramite i gluoni... una
faccenda complicata, insomma.
I pioni, essendo cromaticamente neutri, possono anche uscire
da protoni e neutroni in condizioni opportune (possono essere
prodotti in un acceleratore di particelle) ma non fanno, di
solito, moltissima strada perche' sono particelle instabili.
Quindi, per rispondere alla tua domanda: non credo esistano
onde forti nel senso di fasci di gluoni (a meno che non siano
costituiti da gluoni neutri (si', ci sono anche quelli) o
aggregati neutri di gluoni ("glueball"), ma non ne so
abbastanza e credo che comunque non siano stabili), ma puoi
avere fasci di pioni, che comunque sono instabili.
Ciao
Paolo Russo
Received on Mon Nov 03 2003 - 17:50:52 CET
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