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Proprieta' ottiche materia neutronica

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BlueRay

unread,
Apr 11, 2009, 8:12:56 AM4/11/09
to
Se esistesse una stella di neutroni "pura" cioe' composta
esclusivamente di neutroni, senza altre particelle (in particolare,
cariche elettriche) e gli inviassi contro un raggio luminoso, questo
verrebbe assorbito? Diffuso? Trasmesso?

Elio Fabri

unread,
Apr 12, 2009, 3:24:49 PM4/12/09
to
BlueRay ha scritto:
I neutroni sono neutri, ma hanno momento magnetico (cosa che si
dimentica spesso).
Percio' i fotoni verrebbero diffusi ugualmente, anche se con ampiezza
e sezione d'urto minori (diffusione di dipolo magnetico).

Azzardo una stima.
La diffusione da parte di elettroni di fotoni di bassa energia ha una
sezione d'urto Thompson: 8*pi*e^4/(3*m^2*c^4) (unita' di Gauss, m
massa dell'elettrone).
Numericamente circa 7x10^(-25) cm^2.

La radiazione di dipolo magnetico ha una sezione d'urto depressa per un
fattore (eps/(Mc^2))^2 (M massa del neutrone).
Per fotoni di 1 eV questo fattore vale 10^(-18), per cui la sezione
d'urto diventa 7x10^(-43) cm^2, che sembra spaventosamente piccola.

Ma bisogna fare i conti con la densita' dei neutroni nella stella, che
e' circa 10^38 cm^(-3).
Percio' il cammino libero medio l = 1/(n*sigma) e' dell'ordine di 10^4
cm, da confrontare con le decine di km per il dianetro della stella.
Quindi assorbimento totale in un sottile strato superficiale.

Se poi prendi fotoni di energia maggiore, ancora peggio.

Tutto questo se non ho commesso qualche svarione fisico, a parte
eventuali errori numerici che puoi controllare.
(In realta' un grave dubbio ce l'ho, ma per ora non lo dico :-) )

--
Elio Fabri

cometa_luminosa

unread,
Apr 13, 2009, 7:24:37 AM4/13/09
to

In ogni caso grazie.
Ciao.

Elio Fabri

unread,
Apr 14, 2009, 2:56:14 PM4/14/09
to
cometa_luminosa ha scritto:
> In ogni caso grazie.
Beh, ora ti dico il dubbio, che nel frattempo sono diventati due.

Il primo e' in realta' una certezza: nel calcolo che ho accennato, non
avrei dovuto usare la massa dell'elettrone, ma quella del neutrone.
Il che riduce di un fattore 4x10^6 la sezione d'urto, e quindi allunga
di altrettanto il cammino libero medio, rendendo la stella di neutroni
piuttosto trasparente.

Il secondo e' piu' grave, perche' significa un serio svarione da parte
mia.
I neutroni in una stella di neutroni formano un gas di Fermi degenere;
sono quindi assimilabili agli elettroni in un solido.
Percio' il calcolo dell'assorbimento andrebbe fatto si' usando
l'ampezza di scattering di dipolo magnetico, ma considerando, per una
data energia dei fotoni, solo le transizioni permesse, che sono quelle
verso i livelli non occupati.
Non ho avuto la pazienza di andarmi a ripassare la teoria
dell'assorbimento ottico nei solidi, ma a naso direi che anche questo
dovrebbe aumentare di un bel po' il cammino libero medio.
C'e' un esperto di materia condensata che puo' venirmi in soccorso?
:-)

PS. Domanda indiscreta: si puo' sapere perche' usi due diversi nick?
Tra l'altro mi pare che sia contro la netiquette, per l'ovvia ragione
che puo' confondere chi ti legge, come infatti e' gia' accaduto.


--
Elio Fabri

BlueRay

unread,
Apr 15, 2009, 8:16:47 AM4/15/09
to
On 14 Apr, 20:56, Elio Fabri <elio.fa...@tiscali.it> wrote:
> cometa_luminosa ha scritto:> In ogni caso grazie.
>
> PS. Domanda indiscreta: si puo' sapere perche' usi due diversi nick?
> Tra l'altro mi pare che sia contro la netiquette, per l'ovvia ragione
> che puo' confondere chi ti legge, come infatti e' gia' accaduto.

A volte uso due diversi nick all'interno di un singolo thread perche'
mi collego con 2 PC differenti (in posti differenti) e quindi per
rispondere sempre con lo stesso nick devo aspettare di trovarmi con il
PC giusto.
Comunque vedro' di evitarlo.

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