domande di una maturanda (I dubbi non finiscono mai)

From: Secchiola <famvecchio_at_tin.it>
Date: 1999/03/03

Salve a tutti; qualche mese fa il mio professore di fisica ha inviato a un
newsgroup (credo questo) "alcune" domande che gli
avevo spedito e
il professor Elio Fabri ha cortesemente risposto ad esse (colgo
l'occasione per ringraziarlo), tralasciando pero' l'ultima serie di domande,
quella che invece mi tormenta di piu' (e che tra l'altro e' la piu'
attinente al
programma dell'ultimo anno del liceo scientifico). Ripropongo percio' i
miei dubbi a chiunque volesse rispondermi , riformulando le domande in
maniera piu'
mirata e raccomandandovi caldamente il quesito sulla legge di Hubble (spesso
piu' versioni, diverse nella forma benche' analoghe nei contenuti, possono
aiutare a non
sottovalutare
alcuni risvolti della questione).

1. La legge di Hubble afferma che la velocita' di recessione delle galassie
e' direttamente proporzionale alla loro distanza reciproca.
a) Tale aumento della velocita' e' determinato in qualche modo dal diminuire
dell� intensit� del campo gravitazionale all�aumentare del quadrato della
distanza dei due corpi?
b) E c�e' anche un legame col fatto che quanto maggiore � la distanza dell�
osservatore dalla galassia considerata tanto pi� remota (per l�esattezza la
differenza e' esattamente il tempo che la luce impiega a percorrere la
distanza dalla galassia all�osservatore) e' l�immagine che di essa gli
giunge?
c) Ma e' vero che la velocit� di espansione dell�universo diminuisce
progressivamente?
d) E la legge di Hubble tiene conto anche di questo?
e) Da che parametri potrebbe essere influenzata la costante H che compare
nella formula?

2. In che senso l�interazione nucleare debole (sempre attrattiva) � la causa
del decadimento radioattivo? E' "troppo" debole per rendere stabile il
neutrone?
2.bis.mi e' stato risposto che non si puo' parlare in termini di forze
attrattive e repulsive: c'entra qualcosa col concetto di forze non
newtoniane? So solo che sono forze che non sono dirette lungo la
congiungente dei due corpi e 'quindi' (il passaggio logico non e' cosi
evidente per me) non semplicemente attrattive o repulsive: di preciso cosa
sono queste forze?
2.tris. "L�interazione elettromagnetica (mediata da particelle di spin
dispari) �
sia attrattiva che repulsiva, mentre le altre tre interazioni (mediate da
particelle di spin pari) sono solo attrattive: a. La forza elettrodebole pu�
essere anche repulsiva? b. Che spin hanno le particelle che mediano tale
interazione?": anche in questo caso mi e' stato risposto che non ha senso
parlare in termini di forze attrattive e repulsive per l'interazione
elettrodebole. Stesso discorso di prima?

3. Dal momento che le particelle mediatrici dei campi nucleari hanno una
massa relativamente grande, hanno anche una velocit� nel vuoto �molto�
inferiore di quella della luce (che � quella dei fotoni e, ipoteticamente,
dei gravitoni)?
3.bis. Si conosce, anche approssimativamente, la proporzione tra le
velocita' di tali particelle in condizioni analoghe (alla stessa energia)?


4. Nell�articolo di
Howard Georgi "Una teoria unificata delle particelle e delle forze", in Le
Scienze del giugno dell'81 (pagg.56-80)
si afferma che, postulata una massa nulla per i neutrini, non possono
esistere neutrini in stato di quiete e dunque non si possono accelerare tali
particelle in modo da ottenere spin destrorso (e sinistrorso per la sua
antiparticella): la scoperta che molto probabilmente anche il neutrino ha
una (seppur piccolissima) massa, che conseguenze porta sulle affermazioni
precedenti? Come si giustifica il non aver mai individuato neutrini con spin
destrorso?
4.bis. ho letto di recente che si e' messa in dubbio la scoperta che il
neutrino abbia una massa: qualcuno mi puo' chiarire le idee?


5.hanno chiuso le due biblioteche del mio quartiere e avrei bisogno di
materiale (non troppo tecenico) sui tentativi einsteiniani di unificazione:
posso trovare qualcosa su internet? Dove? (troppi siti sarebbero inutili: la
bolletta del telefono inizia ad essere troppo alta..)

6. Devo fare una ricerca su analogie e differenze tra le quattro interazioni
fondamentali della materia (tutte queste letture un obiettivo ce l'anno...)
e mi crea problemi la scelta dei parametri per raffrontare le diverse
intensita': ho bisogno di un sistema di misura comune! In particolare:
l'interazione coulombiana elettrone-elettrone, a quale interazione
newtoniana la devo paragonare? Sempre elettrone-elettrone? Ma l'elettrone ha
una massa piccola e una carica (numericamente, rispetto alla massa) grande:
Newton (che gia' deve fare i conti con una costante gravitazionale
piccolissima) parte
svantaggiato! E poi con che criterio scelgo la distanza tra i due corpi? Le
intensita' delle interazioni dipendono tutte dalla distanza, ma non tutte
allo stesso modo! E scegliere una distanza troppo piccola equivale a
compiere quell'unificazione che tanto auspicano le piu' recenti teorie...
verrebbe fuori un'intensita' uguale per tutte e quattro!
....Che faccio?


7.Riguardo ai problemi che ho sul concetto di quantizzazione sto ancora
assimilando i nuovi concetti che ho trovato nella "Breve storie
dell'elettrodinamica quantistica" del professor Fabri, ma un dubbio resta (e
ne e' sorto un altro: la carica agisce su se stessa o no?): capisco
l'analogia tra "campo dei fotoni" e "campo degli elettroni e dei positroni",
in quanto per entrambi il comportamento delle particelle e' descritto da
un'equazione che ha come oggetto matematico una funzione d'onda (ho capito
bene?). Ma il primo, campo di forza, puo' essere definito come la regione di
spazio in cui si manifesta l�azione di forze: e per il secondo come si
applica in pratica la definizione di
campo?

Un ultimo commento per il prof. Elio Fabri (e per il mio insegnante, che
si e' dichiarato pienamente d'accordo con lui): Sono assolutamente
consapevole dell'importanza della 'buona vecchia fisica classica', la studio
e la trovo divertente oltre che appassionante, ma fascino e bellezza son
giudizi soggettivi (e bisogna considerare il gusto del proibito: e' una
sfida allettante misurarsi con argomenti che vanno al di la' del programma
scolastico e che si presentano misteriosi e inaccessibili in virtu' del loro
grado di
difficolta'..). Ma poi, dato che hanno inventato anche qualche cosa di
nuovo, che male c'e' ad interessarsene?

Saluti a tutti
                   Sara Vecchio
Received on Wed Mar 03 1999 - 00:00:00 CET