Alberto_Rasà ha scritto:
> Però mi chiedo come puòuna singola particella fare questo
> considerando che energia e quantità di moto devono conservarsi
> entrambe: anche se una particella X di massa m, inizialmente ferma in
> assenza di campi, si disintegrasse in un lampo di luce, questo
> dovrebbe avere simmetria sferica quindi massa non nulla (pari a m).
> Corretto?
Non proprio, ma chiarire la questione è tutt'altro che semplice.
L'errore che commetti è comunissimo nella cosiddetta divulgazione.
Consiste nel confondere diversi ambiti (teorie, paradigmi) facendo dei
minestroni immangiabili.
Gli autori si giustificano dicendo che il lettore non possiede gli
strumenti concettuali per capire distinzioni sottili e profonde,
quindi bisogna semplificare.
Però così facendo si perpetua questo stato di cose, e s'impedisce
anche ai lettori che avrebbero le potenzialità per progredire, di
potercisi avvicinare.
Senza contare che a mio avviso (un po' maligno, lo ammetto, ma a
pensar male .. con quel che segue) non di rado sono gli stessi
divulgatori a non avere le idee chiare.
Dopo il pistolotto, un po' di spiegazione.
Se ti metti in un ambito relativistico ma non quantistico, le cose
stanno più o meno come dici.
Pensa a un atomo che emette radiazione passando da un livello eccitato
al fondamentale.
(Non mi fare l'obiezione che questo è già un livello quantistico:
questo è in realtà un livello *semiclassico*, nel senso che introduco
la quantizzazione dei livelli ma tratto classicamente il campo e.m.
Procedura che ha i suoi quarti di nobiltà...).
Allora: non è vero che la rad. emessa sia a simmetria sferica: un tale
tipo di radiazione non è possibile con le onde e.m. Ma non ce n'è
bisogno: pensa a un'emissione di dipolo elettrico.
L'onda emessa è asintoticamente sferica per quanto riguarda la fase,
ma non quanto all'ampiezza, che andrà come sin(theta).
C'è abbastanza simmetria per darti ragione, nel senso che quell'onda
trasporta energia ma non quantità di moto, quindi in senso
relativistico *ha massa*.
Esattamente la stessa massa che ha perso l'atomo, che rimane fermo ma
perde energia.
Il lettore che si è abbeverato alla pseudo-divulgazione (ma non tu: a
te non lo permetto :-) ) obietterà: come può avere massa la
radiazione se i fotoni hanno massa nulla!
Ecco perché avevo premesso che avrei ragionato in ambito semiclassico:
niente fotoni.
Se invece vogliamo ragionare coi fotoni, l'atomo di cui sopra emetterà
un fotone, che però si troverà in uno stato ben diverso da uno con
impulso definito: sarà uno stato in cui il *modulo* dell'impulso è
pressoché definito, ma la direzione è del tutto indeterminata, anche
se con diversa densità di prob. nelle diverse direzioni.
Però in quello stato il *valor medio* dell'osservabile impulso
(vettore) è nullo mentre il valor medio dell'energia non lo è.
Dunque non è vero che E = cp?
Il fatto è che la relazione corretta è questa: E = c*|p| (p è un
vettore).
Da questa segue E^2 - c^2 |p|^2 = 0, quindi l'osservabile "massa" è
identicamente nulla, ma parlando di valori medi
|<p>|^2 è diverso da <|p|^2>: il primo è nullo, il secondo no.
Capisci ora perché ho parlato di minestrone?
Divagazione: c'è un altro "dogma" falso che tutti (temo anche non
pochi laureati in fisica) prendono per buono: che i fotoni abbiano
sempre energia definita e impulso definito.
Se glielo chiedi in questo modo, verranno guidati da altri dogmi
(l'indeterminatezza in m.q., da non confondersi con l'indeterminismo)
e ti diranno "certo che no: i fotoni sono particelle quantistiche,
quindi...".
Ma nel corso di tanti discorsi lo prenderanno per buono senza
pensarci.
Comunque, per tua informazione il pi0 fa proprio quello che dicevi:
decade in due fotoni.
Questo è possibile proprio perché sono due, non uno solo.
--
Elio Fabri
Received on Tue Apr 13 2021 - 21:15:09 CEST