Una cosa mi risulta poco chiara

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Michele Falzone

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Aug 25, 2021, 6:05:03 AMAug 25
to


Mi spiego con un esempio: considero una regione di spazio sufficientemente grande dove ho creato il vuoto quantistico, so che continuamente in quella regione si formano particelle ed antiparticelle "l'effetto Casimir dovrebbe esserne la prova" per poi annichilire, mediamente nulla c'era e nulla mi ritrovo e la cosa non mi stupisce.


Se ora nella stessa regione di spazio inserisco una particella e la sua antiparticella, sicuramente assisteremo al fenomeno di annichilazione particella antiparticella con la creazione di energia "fotoni", che sicuramente creerà nuovamente la particella e la sua antiparticella, praticamente prima c'era una particella e la sua antiparticella e dopo mediamente mi troverò sempre particella ed antiparticella.
Cosa significa? Posso dire che particella ed antiparticella mediamente sono stabili? Dove sbaglio?

Michele Falzone

Paolo Russo

unread,
Sep 1, 2021, 7:55:03 AMSep 1
to
[Michele Falzone:]
> Mi spiego con un esempio: considero una regione di spazio
> sufficientemente grande dove ho creato il vuoto quantistico, so che
> continuamente in quella regione si formano particelle ed
> antiparticelle "l'effetto Casimir dovrebbe esserne la prova" per poi
> annichilire, mediamente nulla c'era e nulla mi ritrovo e la cosa non
> mi stupisce.

Stai parlando di particelle virtuali.

> Se ora nella stessa regione di spazio inserisco una particella e la
> sua antiparticella,

Suppongo reali, ovviamente.

> sicuramente assisteremo al fenomeno di
> annichilazione particella antiparticella con la creazione di energia
> "fotoni",

Si', se le particelle collidono. Per la conservazione della
quantita` di moto si formano almeno due fotoni.

> che sicuramente creerà nuovamente la particella e la sua
> antiparticella,

No, succede solo virtualmente, dato che i fotoni prodotti
non si incontrano piu' e se un singolo fotone si
ritrasformasse in una coppia violerebbe la conservazione
della quantita` di moto.
Puo` succedere realmente in seguito a un'interazione
elettromagnetica, cioe` se il fotone colpisce qualcosa, ma
qui per ipotesi siamo nel vuoto.

Se non ti e` chiara la differenza tra processi reali e
virtuali, mi dispiace ma non saprei proprio da che parte
cominciare per spiegarlo. Del resto, e` un argomento che
anch'io conosco poco.

Ciao
Paolo Russo

Michele Falzone

unread,
Sep 2, 2021, 5:15:02 AMSep 2
to
Il giorno mercoledì 1 settembre 2021 alle 13:55:03 UTC+2 Paolo Russo ha scritto:
> [Michele Falzone:]
> > Mi spiego con un esempio: considero una regione di spazio
> > sufficientemente grande dove ho creato il vuoto quantistico, so che
> > continuamente in quella regione si formano particelle ed
> > antiparticelle "l'effetto Casimir dovrebbe esserne la prova" per poi
> > annichilire, mediamente nulla c'era e nulla mi ritrovo e la cosa non
> > mi stupisce.
> Stai parlando di particelle virtuali.
> > Se ora nella stessa regione di spazio inserisco una particella e la
> > sua antiparticella,
> Suppongo reali, ovviamente.
> > sicuramente assisteremo al fenomeno di
> > annichilazione particella antiparticella con la creazione di energia
> > "fotoni",
> Si', se le particelle collidono. Per la conservazione della
> quantita` di moto si formano almeno due fotoni.
> > che sicuramente creerà nuovamente la particella e la sua
> > antiparticella,
> No, succede solo virtualmente, dato che i fotoni prodotti
> non si incontrano piu' e se un singolo fotone si
> ritrasformasse in una coppia violerebbe la conservazione
> della quantita` di moto.

Ma se la regione di spazio coinvolge tutto lo spazio i due fotoni
prima o poi si devono incontrare o no?

> Puo` succedere realmente in seguito a un'interazione
> elettromagnetica, cioe` se il fotone colpisce qualcosa, ma
> qui per ipotesi siamo nel vuoto.

In pratica no

> Se non ti e` chiara la differenza tra processi reali e
> virtuali, mi dispiace ma non saprei proprio da che parte
> cominciare per spiegarlo. Del resto, e` un argomento che
> anch'io conosco poco.
>
> Ciao
> Paolo Russo

Spero che qualcuno mi chiarisca le idee o mi dia qualche riferimento per approfondire

MF

Luciano Buggio

unread,
Sep 2, 2021, 5:20:03 AMSep 2
to
Il giorno mercoledì 1 settembre 2021 alle 13:55:03 UTC+2 Paolo Russo ha scritto:


> > sicuramente assisteremo al fenomeno di
> > annichilazione particella antiparticella con la creazione di energia
> > "fotoni",
> Si', se le particelle collidono. Per la conservazione della
> quantita` di moto si formano almeno due fotoni.

Chiedo scusa se la mia domanda è stupida.
E' mai stato verificata sperimentalmente l'annichilazione elettrone-positrone?


Vale a dire, se, putacaso, le due particelle urtandosi non scompaiono dalla realtà ma solo dalla nostra percezione, continuando ad esistere come coppia strettamente abbracciata, con una massa piccolissima (1/918 circa di quella del protone) e senza la carica che mi pare cosenta speriementalmente di rilevare l
il singolo elettrone e la sua massa (nelle camere a nebbia, per es,)?

Luciano Buggio

Paolo Russo

unread,
Sep 2, 2021, 2:55:02 PMSep 2
to
[Michele Falzone:]
> Il giorno mercoledì 1 settembre 2021 alle 13:55:03 UTC+2 Paolo Russo
>> No, succede solo virtualmente, dato che i fotoni prodotti
>> non si incontrano piu' e se un singolo fotone si
>> ritrasformasse in una coppia violerebbe la conservazione
>> della quantita` di moto.
>
> Ma se la regione di spazio coinvolge tutto lo spazio i due fotoni
> prima o poi si devono incontrare o no?

La questione, messa cosi', non e` neanche ben definita (due
fotoni in un universo completamente vuoto? Quale modello
cosmologico andrebbe bene? In un universo come il nostro,
ha senso preoccuparsi se possano o no reincontrarsi dopo
miliardi di anni?), ma in ogni caso mi sembra poco utile e
comunque lontanissima dalla domanda originale.

>> Puo` succedere realmente in seguito a un'interazione
>> elettromagnetica, cioe` se il fotone colpisce qualcosa, ma
>> qui per ipotesi siamo nel vuoto.
>
> In pratica no

SE il fotone colpisse un atomo, POTREBBE ricreare una
coppia. Ad esempio ricordo una bella foto di una camera a
nebbia in cui entrambi i fotoni prodotti dal decadimento di
un pione neutro avevano generato coppie, una coincidenza
abbastanza rara.

Ciao
Paolo Russo

Giorgio Pastore

unread,
Sep 2, 2021, 5:40:03 PMSep 2
to
Il 01/09/21 17:38, Luciano Buggio ha scritto:
> Il giorno mercoledì 1 settembre 2021 alle 13:55:03 UTC+2 Paolo Russo ha scritto:
>
>
>>> sicuramente assisteremo al fenomeno di
>>> annichilazione particella antiparticella con la creazione di energia
>>> "fotoni",
>> Si', se le particelle collidono. Per la conservazione della
>> quantita` di moto si formano almeno due fotoni.
>
> Chiedo scusa se la mia domanda è stupida.
> E' mai stato verificata sperimentalmente l'annichilazione elettrone-positrone?

Non solo è stata verificata ma la si usa abitualmente come metodo di
indagine negli ospedali.

https://it.wikipedia.org/wiki/Tomografia_a_emissione_di_positroni

> Vale a dire, se, putacaso, le due particelle urtandosi non scompaiono dalla realtà ma solo dalla nostra percezione, continuando ad esistere come coppia strettamente abbracciata, con una massa piccolissima (1/918 circa di quella del protone) e senza la carica che mi pare cosenta speriementalmente di rilevare l
> il singolo elettrone e la sua massa (nelle camere a nebbia, per es,)?

Vuoi dire che ci potrebbe essere una terza particella oltre ai raggi
gamma? No. Se ci fosse, nell'annichilazione con emisione di due gamma
l'energi dei gamma varierebbe in funzione di quanta energia va alla
terza particella.


Giorgio

Maurizio Frigeni

unread,
Sep 3, 2021, 12:55:02 AMSep 3
to
Luciano Buggio <bug...@libero.it> wrote:

> Chiedo scusa se la mia domanda è stupida. E' mai stato verificata
> sperimentalmente l'annichilazione elettrone-positrone?
>
>
> Vale a dire, se, putacaso, le due particelle urtandosi non scompaiono
> dalla realtà ma solo dalla nostra percezione, continuando ad esistere
> come coppia strettamente abbracciata, con una massa piccolissima (1/918
> circa di quella del protone) e senza la carica che mi pare cosenta
> speriementalmente di rilevare l il singolo elettrone e la sua massa (nelle
> camere a nebbia, per es,)?

https://en.wikipedia.org/wiki/Large_Electron�€"Positron_Collider

https://en.wikipedia.org/wiki/Electron�€"positron_annihilation

https://en.wikipedia.org/wiki/Positronium

M.

Paolo Russo

unread,
Sep 3, 2021, 12:55:02 AMSep 3
to
[Luciano Buggio:]
> Chiedo scusa se la mia domanda è stupida.
> E' mai stato verificata sperimentalmente l'annichilazione
> elettrone-positrone?

Si'. Figurati che esiste addirittura il LEP (Large Electron
Positron collider) che e` una macchina dedicata a fare
quello.

> Vale a dire, se, putacaso, le due particelle urtandosi non scompaiono
> dalla realtà ma solo dalla nostra percezione, continuando ad esistere
> come coppia strettamente abbracciata, con una massa piccolissima
> (1/918 circa di quella del protone) e senza la carica che mi pare
> cosenta speriementalmente di rilevare l il singolo elettrone e la sua
> massa (nelle camere a nebbia, per es,)?

In tal caso i fotoni prodotti dall'annichilazione avrebbero
un'energia drasticamente inferiore. Suppongo che ce ne
saremmo accorti praticamente subito, almeno per basse
energie iniziali della coppia.

Ciao
Paolo Russo

Michele Falzone

unread,
Sep 3, 2021, 12:55:02 AMSep 3
to
Il giorno giovedì 2 settembre 2021 alle 20:55:02 UTC+2 Paolo Russo ha scritto:
>
> SE il fotone colpisse un atomo, POTREBBE ricreare una
> coppia.

Non scordiamo che i fotoni sono due.

Micgele

Paolo Russo

unread,
Sep 3, 2021, 6:20:03 AMSep 3
to
[Michele Falzone:]
Oops, giusto, hai ragione, l'ho scritto io eppure me ne
stavo dimenticando. E' molto poco probabile che una
coppia venga prodotta da un fotone che da solo non ha
energia sufficiente. Il fotone dovrebbe scontrarsi con
qualcosa in moto a velocita` relativistiche (diciamo un
raggio cosmico), altro che atomo vagante.

Ciao
Paolo Russo

Luciano Buggio

unread,
Sep 3, 2021, 11:25:03 AM (13 days ago) Sep 3
to
Forse non mi sono spiegato bene.
Mettiamo tra parentesi, per intanto, l'emissione della radiazione.
La mia domanda era:

E' possibile un esperimento che rilevi *direttamente*, senza deduzioni dalla teoria, una coppia legata elettrone-positrone, neutra, senza campo elettrico e, aggiungo, magnetico (essendo, per ipotesi i due spin antiparalleli, come, conseguentemente, gli assi dei due momenti magnetici?
Per il singolo elettrone ed il singolo positrone si osservano le scie nel laboratorio, ma per la coppia?

Tutto ciò su cui si può contare è la massa, il campo gravitazionale, ma non sono troppo piccoli per essere osservati, o per provocare effetti osservabili?

Inoltre, venendo all'emissione.


Si può pensare, magari da eretici, ma non mi pare, che venga emessa una radiazione, nel momento in cui le due particelle si scontrano, senza che si perda massa o energia: elettrone e positrone per un brevissimo lasso di tempo oscillano sul posto, e finchè lo fanno in controfas emettono radiazione.

Mi rendo conto che le mie considerazioni sono solo qualitative.
Di più non posso.

Ciao
Luciano Buggio

>
> Ciao
> Paolo Russo

Giorgio Pastore

unread,
Sep 3, 2021, 1:40:03 PM (13 days ago) Sep 3
to
Il 03/09/21 12:25, Luciano Buggio ha scritto:
> Il giorno venerdì 3 settembre 2021 alle 06:55:02 UTC+2 Paolo Russo ha scritto:
> Forse non mi sono spiegato bene.
> Mettiamo tra parentesi, per intanto, l'emissione della radiazione.

Fra parentesi fino a un certo punto. Non è che si possano ignorare dei
fatti.



> La mia domanda era:
>
> E' possibile un esperimento che rilevi *direttamente*, senza deduzioni dalla teoria, una coppia legata elettrone-positrone, neutra, senza campo elettrico e, aggiungo, magnetico (essendo, per ipotesi i due spin antiparalleli, come, conseguentemente, gli assi dei due momenti magnetici?
> Per il singolo elettrone ed il singolo positrone si osservano le scie nel laboratorio, ma per la coppia?

La spettroscopia del positronio è una misura diretta. Esattamente come
quella dell' atomo di idrogeno è una misura diretta.


...
> Inoltre, venendo all'emissione.
>
>
> Si può pensare, magari da eretici, ma non mi pare, che venga emessa una radiazione, nel momento in cui le due particelle si scontrano, senza che si perda massa o energia: elettrone e positrone per un brevissimo lasso di tempo oscillano sul posto, e finchè lo fanno in controfas emettono radiazione.


Questo non è essere eretici ma ignorare cose fondamentali come la
conservazione dell'energia. Pessima fantascienza, forse, ma non fisica.

Giorgio

Soviet_Mario

unread,
Sep 3, 2021, 3:00:03 PM (13 days ago) Sep 3
to
Il 03/09/21 19:34, Giorgio Pastore ha scritto:
> Il 03/09/21 12:25, Luciano Buggio ha scritto:
>> Il giorno venerdì 3 settembre 2021 alle 06:55:02 UTC+2
>> Paolo Russo ha scritto:
>> Forse non mi sono spiegato bene.
>> Mettiamo tra parentesi, per intanto, l'emissione della
>> radiazione.
>
> Fra parentesi fino a un certo punto. Non è che si possano
> ignorare dei fatti.
>
>
>
>> La mia domanda era:
>>
>> E' possibile un esperimento che rilevi *direttamente*,
>> senza deduzioni dalla teoria, una coppia legata
>> elettrone-positrone, neutra, senza campo elettrico e,
>> aggiungo, magnetico (essendo, per ipotesi i due spin
>> antiparalleli, come, conseguentemente, gli assi dei due
>> momenti magnetici?
>> Per il singolo elettrone ed il singolo positrone  si
>> osservano le scie nel laboratorio, ma per la coppia?
>
> La spettroscopia del positronio è una misura diretta.

uhm ... ma il quanto di luce, con quale delle due particelle
(essendo uno pseudoatomo "simmetrico") interagisce ?

Chi "orbita" attorno a chi ?
Siccome si tratta di due particelle con caratteristiche
ondulatorie più marcate del nucleo, che pesa varie decine di
migliaia di volte di più, in cosa consiste questo pseudo atomo ?
Due nuvole orbitaliche compenetrate ?

I livelli energetici dell'elettrone (o del positrone) in
questo pseudoatomo, sono uguali, simili, molto diversi,
dall'atomo di idrogeno ?

Non ho la più tenue intuizione sul comportamento di questa
specie


> Esattamente come quella dell' atomo di idrogeno è una misura
> diretta.
>
>
> ...
>> Inoltre, venendo all'emissione.
>>
>>
>> Si può pensare, magari da eretici, ma non mi pare, che
>> venga emessa una radiazione, nel momento in cui le due
>> particelle si scontrano, senza che si perda massa o
>> energia: elettrone e positrone per un brevissimo lasso di
>> tempo oscillano sul posto, e finchè lo fanno in controfas
>> emettono radiazione.
>
>
> Questo non è essere eretici ma ignorare cose fondamentali
> come la conservazione dell'energia. Pessima fantascienza,
> forse, ma non fisica.
>
> Giorgio


--
1) Resistere, resistere, resistere.
2) Se tutti pagano le tasse, le tasse le pagano tutti
Soviet_Mario - (aka Gatto_Vizzato)

Giorgio Pastore

unread,
Sep 4, 2021, 1:45:03 AM (13 days ago) Sep 4
to
Il 03/09/21 20:54, Soviet_Mario ha scritto:
...
>
> uhm ... ma il quanto di luce, con quale delle due particelle (essendo
> uno pseudoatomo "simmetrico") interagisce ?

Gli autostati idrogenoidi sono una caratteristica del sistema e+e- non
di una singola particella. Esattaemnte come l'energia potenziale non è
solo di una. E questo è vero anche per H. Ma nel caso dell'idrogeno la
grande differenza di massa fa sì che si possa considerare il problema
come piccola perturbazione di quello di un e- che si muove attorno ad un
nucleo di massa infinita.

>
> Chi "orbita" attorno a chi ?

Nel caso di una stella doppia con due partner di uguale massa, chi
orbita attorno a chi? Entrambi attorno al centro di massa.
Per il positronio, naturalmente il concetto di "orbitare" perde
significato. La funzione d'onda del moto relativo dipende dalle
coordinate relative che sono simmetriche. La funzione d'onda permette di
dare la probabilità di trovare una delle due particelle ad una certa
distanza dall' altra.

> Siccome si tratta di due particelle con caratteristiche ondulatorie più
> marcate del nucleo, che pesa varie decine di migliaia di volte di più,
> in cosa consiste questo pseudo atomo ?
> Due nuvole orbitaliche compenetrate ?


Se vuoi, ma è vero anche per l'atomo di idrogeno, gli autostati del
sistema sono il prodotto di una funzione d'onda del centro di massa e
quella del moto relativo.
>
> I livelli energetici dell'elettrone (o del positrone) in questo
> pseudoatomo, sono uguali, simili, molto diversi, dall'atomo di idrogeno ?


Gli stessi di H ma con una massa che è la massa ridotta, per e+e-, metà
della massa dell'elettrone (o del positrone).

Giorgio

Michele Falzone

unread,
Sep 4, 2021, 1:45:03 AM (13 days ago) Sep 4
to
Il giorno venerdì 3 settembre 2021 alle 19:40:03 UTC+2 Giorgio Pastore ha scritto:
>

> La spettroscopia del positronio è una misura diretta. Esattamente come
> quella dell' atomo di idrogeno è una misura diretta.
>

Direi che sul positronio non sono tutte rose

http://scienza.top/una-misurazione-dei-livelli-di-energia-del-positronio-confonde-gli-scienziati

Michele

Giorgio Pastore

unread,
Sep 4, 2021, 3:25:03 AM (13 days ago) Sep 4
to
Il 03/09/21 21:22, Michele Falzone ha scritto:
Tremenda la traduzione del nome di "Physical Review Letters" -> "Lettere
di revisione fisica"!

Se leggi i numeri che citano, si tratta di effetti "fini". Anche
l'atomo di idrogeno non è descritto dall'equazione di Schrödinger a
precisione arbitraria. Tanto per citare l'effetto più macroscopico, la
MQ usuale dà come stabili tutti gli autostati. Gli esperimenti invece
dicono che sono tutti metastabili tranne lo stato fondamentale: c'e'
sempre la possibilità di un'emissione spontanea. A maggior ragione col
positronio dove in una trattazione alla Schrödinger scompare la
possibilità di annichilazione. Questa rientra, come rientra il
decadimento degli stati eccitati, quando si reintroduce nel problema il
campo elettromagnetico quantizzato. Purtroppo questo complica non poco
la descrizione (anche il caso più semplice di due particelle e un fotone
diventa un problema a 3 corpi).

Anche senza l'emissione di fotoni, effetti della presenza di almeno un
terzo campo interagente si manifestano sulla struttura fine ed iperfine
dei livelli, perturbando le soluzioni idrogenoidi ottenute con
l'equazione di Schrödinger. P. es. nel caso dell' H, il cosiddetto Lamb
shift è un tipico effetto ottenibile perturbativamente a partire dalla
descrizione completa in QED. Che quindi, a livello di esperimenti
particolarmente accurati, sia necessario introdurre descrizioni più
sofisticate non è sorprendente. Siccome però queste descrizioni più
sofisticate richiedono di identificare i termini dominanti nella teoria
perturbativa, può succedere che i calcoli, probabilmente basati
sull'esempio di H, non abbiano tenuto conto di effetti che per e+e- sono
più importanti. Occorrerebbe tener d'occhio l'evoluzione di quella ricerca.


Giorgio

Elio Fabri

unread,
Sep 4, 2021, 4:36:02 AM (13 days ago) Sep 4
to
Giorgio Pastore ha scritto:
> Gli autostati idrogenoidi sono una caratteristica del sistema e+e-
> non di una singola particella. Esattaemnte come l'energia potenziale
> non è solo di una. E questo è vero anche per H. Ma nel caso
> dell'idrogeno la grande differenza di massa fa sì che si possa
> considerare il problema come piccola perturbazione di quello di un e-
> che si muove attorno ad un nucleo di massa infinita.
Forse è il caso di sviluppare un po' l'argmoento, perché noto che si va
perdendo nelle nebbie del tempo.
Mentre invece intorno a un secolo fa ha avuto grande importanza per lo
sviluppo della MQ.

Che il problema dei due corpi si possa rigorosamente ridurre a quello
di un punto legato gravitazionalmente (o elettricamente) a un centro
di forza fisso, è noto da secoli.
Non è banale, ma resta vero, che ciò vale anche in MQ.

Come ha detto Giorgio, un sistema di due cariche opposte in cui si
consideri la sola interazione elettrostatica si tratta prendendo una
base data dalle ossservabili del centro di massa (la scelta migliore è
l'impulso totale del sistema) e poi un sistema di osservabili per il
moto relativo, del tutto uguali a quelle per il moto di una carica
attorno a un centro fisso.
Quindi gli autovalori dell'energia sono somma di uno spettro continuo
positivo per il moto del centro di massa (di cui si parla raramente)
più quelli dati dalla formula di Bohr per il moto relativo
(trascurando che anche qui c'è uno spettro continuo per gli stati non
legati.
La differenza è solo che nella formula di Bohr va messa la massa
ridotta (l'ha già detto Giorgio) al posto della massa dell'elettrone.

Quello che è ormai poco noto è che questo lo capì già Bohr, e gli
permise in un colpo solo di risolvere il problema di zeta Puppis e dare
un'ulteriore conferma alla sua soluzione.

Il problema di zeta Puppis è questo.
Spero sia noto a tutti che in molte stelle è visibile, in
assorbimento, la serie di righe detta di Balmer, dovuta alle
transizioni 2-->n nei livelli dell'idrogeno.
La sola virtù della serie di Balmer è di essere nel visibile, ma lo
spettro dell'idrogeno ha altre serie: nell'ultravioletto (Lyman) e
nell'infrarosso (Pickering).
Se mai sarebbe interessante (ma è una divagazione) capire perché non
in tutte le stelle si veda la serie di Balmer, nonostante l'idrogeno
sia di gran lunga l'elemento più abbondante nella materia stellare.

zeta Puppis è una stella dell'emisfero australe, credo non sia visibile
da qui. Già a fine 800 si era scoperto che oltre alla serie di Balmer
lo spettro mostrava delle righe addizionali, che si accordavano con la
serie di Balmer (termini spettrali R/n^2) a patto di prendere n
semiintero anziché intero.
Quindi pareva una violazione della spiegazione di Bohr (quantizzazione
del momento angolare).
Però lo stesso Bohr trovò la spiegazione: oltre alle righe
dell'idrogeno, in quello spettro c'erano quelle dell'elio ionizzato.

Rivediamo la formula:

E_n = -(m e^4 Z^2) / (2 hbar^2 n^2)

(m = massa dell'elettrone, Z numero atomico, n intero).
Nel caso dell'elio ionizzato, tutto va come nell'idrogeno, ma con Z=2,
quindi a parità di n i valori di E_n sono 4 volte maggiori, e ci si
deve aspettare uno spettro spostato a l. d'onda 4 volte minori.
Se si considerano transizioni da n=4 a n' pari > 4 si ritrova tale e
quale la serie di Balmer, ma se n' è dispari si trovano valori
intermedi, appunto quelli che si vedono nello spettro di zeta Puppis.

Quindi la spiegazione è che la fotosfera di zeta Puppis è così calda
che ci si trova elio ionizzato e quello che si vede è la
sovrapposizione dello spettro di H e di quello di He^+.

Ma la storia non è finita. Non ricordo i dettagli, ma qualcuno (o Bohr
stesso) osservò che la massa del nucleo di He è circa 4 volte quella
di H, quindi la massa ridotta che va nella formula ha un valore un po'
diverso, e anche la serie di Balmer non deve coincidere esattamente.
Lascio a chi legge di fare il conto, ma come avrete già capito uno
studio fatto con risoluzione più altra mostrò proprio questo: accanto
alle righe dello spettro di H c'erano, leggermente spostate, le righe
di He^+, e lo spostamento era quello previsto.

Ma non è finita: c'è la scoperta del deuterio.
Ora posso farla breve. Il deuterio è un isotopo dell'idrogeno, con
massa circa doppia.
Quindi di nuovo la massa ridotta è un po' diversa, e la presenza
dell'isotopo si deve rivelare nello spettro come uno sdoppiamento
delle righe (con le righe del deuterio più deboli causa la scarsa
abbondanza).
E' proprio così che è stata dimostrata (1931) l'esistenza di
quell'isotopo.
--
Elio Fabri

Soviet_Mario

unread,
Sep 4, 2021, 7:12:02 AM (13 days ago) Sep 4
to
Il 04/09/21 07:39, Giorgio Pastore ha scritto:
> Il 03/09/21 20:54, Soviet_Mario ha scritto:
> ...
>>
>> uhm ... ma il quanto di luce, con quale delle due
>> particelle (essendo uno pseudoatomo "simmetrico")
>> interagisce ?
>
> Gli autostati idrogenoidi sono una caratteristica del
> sistema e+e- non di una singola particella. Esattaemnte come
> l'energia potenziale non è solo di una. E questo è vero
> anche per H. Ma nel caso dell'idrogeno la grande differenza
> di massa fa sì che si possa considerare il problema come
> piccola perturbazione di quello di un e- che si muove
> attorno ad un nucleo di massa infinita.
>
>>
>> Chi "orbita" attorno a chi ?
>
> Nel caso di una stella doppia con due partner di uguale
> massa, chi orbita attorno a chi? Entrambi attorno al centro
> di massa.
> Per il positronio, naturalmente il concetto di "orbitare"
> perde significato.

era proprio questo il motivo della mia riluttanza a
sfruttare l'analogia con la stella doppia.

Dopodiché, i concetti trascendono la mia capacità e amen

> La funzione d'onda del moto relativo
> dipende dalle coordinate relative che sono simmetriche. La
> funzione d'onda permette di dare la probabilità di trovare
> una delle due particelle ad una certa distanza dall' altra.
>
>> Siccome si tratta di due particelle con caratteristiche
>> ondulatorie più marcate del nucleo, che pesa varie decine
>> di migliaia di volte di più, in cosa consiste questo
>> pseudo atomo ?
>> Due nuvole orbitaliche compenetrate ?
>
>
> Se vuoi, ma è vero anche per l'atomo di idrogeno, gli
> autostati del sistema sono il prodotto di una funzione
> d'onda del centro di massa e quella del moto relativo.

ma qui il mio problema era diverso.
A parte l'orbitale 1s (che non so "spiegarmi") tutti quanti
gli altri hanno dei nodi radiali, coi massimi di densità di
probabilità in uno o più "gusci" sferici esterni al nucleo.
L'1s in effetti non ha nodi e quindi paradossalmente ha il
massimo di densità di probabilità proprio sopra il nucleo
... boh.

cmq dicevo, siccome il nucleo è piccolo e compatto,
immaginificamente non vedevo problemi a risiedere in questi
spazi nodali.

Per inciso non so quale forza impedisca, negli atomi normali
(visto che non c'è barriera elettrostatica) ad un elettrone
di venire catturato da un protone per dare un neutrone
(legato, non libero).
Ad es. le altre due forze agenti nel nucleo non so se
abbiano come la gravità caratteristiche sempre e solo
attrattive o se, come l'elettrostatica, possano avere sia
attrazione che repulsione.


ma nel positronio questa estesa sovrapposizione e
compenetrazione delle due funzioni d'onda, non mi spiego
come possa non comportare immediata annichilazione reciproca.



>>
>> I livelli energetici dell'elettrone (o del positrone) in
>> questo pseudoatomo, sono uguali, simili, molto diversi,
>> dall'atomo di idrogeno ?
>
>
> Gli stessi di H ma con una massa che è la massa ridotta, per
> e+e-, metà della massa dell'elettrone (o del positrone).

e qui ringrazio anche Elio per avere riportato le formule
dove si vede che anche la massa incide pur non essendoci
campo di gravità, per il fatto della componente cinetica del
moto, su cui avevo overlooked (cazzo non mi viene la parola
italiana)

Michele Falzone

unread,
Sep 4, 2021, 8:45:02 AM (13 days ago) Sep 4
to
Il giorno sabato 4 settembre 2021 alle 09:25:03 UTC+2 Giorgio Pastore ha scritto:
> Il 03/09/21 21:22, Michele Falzone ha scritto:
> > Il giorno venerdì 3 settembre 2021 alle 19:40:03 UTC+2 Giorgio Pastore ha scritto:
> >>
> >
> >> La spettroscopia del positronio è una misura diretta. Esattamente come
> >> quella dell' atomo di idrogeno è una misura diretta.
> >>
> >
> > Direi che sul positronio non sono tutte rose
> >
> > http://scienza.top/una-misurazione-dei-livelli-di-energia-del-positronio-confonde-gli-scienziati
> Tremenda la traduzione del nome di "Physical Review Letters" -> "Lettere
> di revisione fisica"!
> Occorrerebbe tener d'occhio l'evoluzione di quella ricerca.
>

Penso che sicuramente lo faranno.

P.S. Sicuramente è una "tremenda traduzione ma
"Una misurazione dei livelli di energia del positronio confonde gli scienziati"
non lascia molto spazio alle interpretazioni.

Michele

Elio Fabri

unread,
Sep 4, 2021, 8:48:03 AM (13 days ago) Sep 4
to
Soviet_Mario ha scritto:
> Per inciso non so quale forza impedisca, negli atomi normali (visto
> che non c'è barriera elettrostatica) ad un elettrone di venire
> catturato da un protone per dare un neutrone (legato, non libero).
Infatti succede: cerca "cattura K" su wiki.
Però non può succedeer per l'idrogeno, per ragioni di energia.
(Lo dico sempre che la fisica senza numeri sono solo chiacchiere...)
La differenza di massa neutrone-protone è circa 1.3 MeV.
L'elettrone porta solo 0.5 MeV per la sua massa.

In natura la cattura che dici succede: nella formazione delle nane
bianche, che infatti si chama "neutronizzazione".
Il fatto è che lì hai un gas di elettroni fortemente compresso, e dato
che gli elettroni sono fermioni riempiono stati fino a una certa
energia (energia di Fermi) che può superare la soglia per la cattura
(0.8 MeV).
Naturalmente bisogna fare i conti...
Il primo a farli, se ricordo bene, fu Fowler (1928?) che così risolse
il mistero delle nane bianche: oggetti di massa circa uguale al Sole,
con dimensioni dell'ordine di quella della Terra.

> Ma nel positronio questa estesa sovrapposizione e compenetrazione
> delle due funzioni d'onda, non mi spiego come possa non comportare
> immediata annichilazione reciproca.
Tutto sta a vedere che cosa intendi con immediata :-)
Ti vanno bene 120 ps (picosecondi)?
E' la vita media del para-positronio.

A parte che io sulla
> estesa sovrapposizione e compenetrazione delle due funzioni d'onda
avrei un po' da ridire, dopo quello che ti ha detto Giorgio.
Il guaio è che tu e la MQ proprio non andate d'accordo (come del resto
quasi tutti i chimici).
--
Elio Fabri

Soviet_Mario

unread,
Sep 4, 2021, 10:06:02 AM (13 days ago) Sep 4
to
Il 04/09/21 14:46, Elio Fabri ha scritto:
> Soviet_Mario ha scritto:
> > Per inciso non so quale forza impedisca, negli atomi
> normali (visto
> > che non c'è barriera elettrostatica) ad un elettrone di
> venire
> > catturato da un protone per dare un neutrone (legato, non
> libero).
> Infatti succede: cerca "cattura K" su wiki.

ma sapevo che, in condizioni opportune, potesse accadere. Il
processo alla fine avviene nelle stelle che muoiono in
stelle di neutroni (e per quello avevo specificato neutrne
LEGATO => sapevo che il neutrone isolato non era
energeticamente favorito rispetto a protone e elettrone ...
ma gli altri nuclei grossi ?)

> Però non può succedeer per l'idrogeno, per ragioni di energia.

su questo ok, sapevo che il neutrone isolato decade
spontaneamente, ergo deve essere meno stabile delle parti in
cui si può scindere.

> (Lo dico sempre che la fisica senza numeri sono solo
> chiacchiere...)
> La differenza di massa neutrone-protone è circa 1.3 MeV.
> L'elettrone porta solo 0.5 MeV per la sua massa.
>
> In natura la cattura che dici succede: nella formazione
> delle nane
> bianche, che infatti si chama "neutronizzazione".

OK, ma perché non per un atomo pesantino ?
Perché non esiste un aggregato di neutroni di scala boh
10-100 neutroni ? Non avrebbe repulsioni.
La forza forte nel nucleo è meno intensa tra soli neutroni
> Il fatto è che lì hai un gas di elettroni fortemente
> compresso, e dato

ma è esattamente quel che non capisco !
Non sapendo di che natura siano, se ci sono, le barriere di
potenziale (essendo addirittura favorevole quello
ELETTROSTATICO), perché è necessario comprimere ?

> che gli elettroni sono fermioni riempiono stati fino a una
> certa
> energia (energia di Fermi) che può superare la soglia per la
> cattura
> (0.8 MeV).

che è alta. E a che diavolo è dovuta ? L'elettrostatica
gioca a favore. L'energia cinetica immagino che con semplici
urti tra atomi possa andare e venire senza problemi. Che
natura ha il potenziale "protettivo" che ostacola la cattura ?

> Naturalmente bisogna fare i conti...
> Il primo a farli, se ricordo bene, fu Fowler (1928?) che
> così risolse
> il mistero delle nane bianche: oggetti di massa circa uguale
> al Sole,
> con dimensioni dell'ordine di quella della Terra.

ora per me il mistero è : perché TUTTO non è neutronio
massiccio ?

So che alla compressione estrema della materia (la cui
necessità cmq non colgo) esiste l'interdizione tra più
elettroni con spin uguale nello spazio dello stesso orbitale
(si chiama pressione di Pauli ?). Ma boh

>
> > Ma nel positronio questa estesa sovrapposizione e
> compenetrazione
> > delle due funzioni d'onda, non mi spiego come possa non
> comportare
> > immediata annichilazione reciproca.
> Tutto sta a vedere che cosa intendi con immediata :-)
> Ti vanno bene 120 ps (picosecondi)?
> E' la vita media del para-positronio.

ah, cazzarola !!!
Sì, mi va bene, credo :D
E sono riusciti a spettrarlo e farci misure in quel tempo ?
tanto di cappello

>
> A parte che io sulla
> > estesa sovrapposizione e compenetrazione delle due
> funzioni d'onda
> avrei un po' da ridire, dopo quello che ti ha detto Giorgio.

eh ma mica l'ho capito. E gliel'ho anche detto

> Il guaio è che tu e la MQ proprio non andate d'accordo (come
> del resto
> quasi tutti i chimici).

mah io non sono un VERO chimico. Sono borderline con
farmacia, e roba biologica.

Un chimico puro è molto molto diverso da me su quello e su
altri aspetti. Su ISC anni fa ce n'erano che masticavano
orbitali come noccioline.

Soviet_Mario

unread,
Sep 4, 2021, 10:36:02 AM (12 days ago) Sep 4
to
Il 04/09/21 16:03, Soviet_Mario ha scritto:
> Il 04/09/21 14:46, Elio Fabri ha scritto:
>> Soviet_Mario ha scritto:

CUT

>
> OK, ma perché non per un atomo pesantino ?
> Perché non esiste un aggregato di neutroni di scala boh
> 10-100 neutroni ? Non avrebbe repulsioni.
> La forza forte nel nucleo è meno intensa tra soli neutroni

accidenti mi è sfuggito di mettere il "?" finale, era una
DOMANDA

>> Il fatto è che lì hai un gas di elettroni fortemente
>> compresso, e dato
> CUT

Elio Fabri

unread,
Sep 4, 2021, 10:48:02 AM (12 days ago) Sep 4
to
Soviet_Mario ha scritto:
> Un chimico puro è molto molto diverso da me su quello e su altri
> aspetti. Su ISC anni fa ce n'erano che masticavano orbitali come
> noccioline.
Ti rispondo al volo solo su questo.

Tu credi che masticare gli orbitali significhi aver capito la MQ? Ma
quando mai!
Io di chimici ne ho conosciuti, anche di persona.
Faccio eccezione per alcuni chimici fisici, o chimici teorici, o
chimici quantistici.
(Non ho mai capito la differenza oggi; quando ero studente la chimica
fisica era tutt'altro, e i chimici in Italia non si erano ancora
accorti che esisteva la MQ.)
Questi infatti odiano gli orbitali.

Adesso (da diversi anni) è un vero schifo, tutti i chimici parlano di
orbitali, pure nella scuola secondaria.
E infatti oggi nessuno sa più riconoscere la puzza di HCl da quella di
NH3 o di SO2 :-)

Quanto al resto, vorresti un corsetto accelerato di MQ nonché di
fisica nucleare?
Comunque un po' di notizie in wiki le trovi. Datti da fare!
--
Elio Fabri

Michele Falzone

unread,
Sep 5, 2021, 3:20:03 AM (12 days ago) Sep 5
to
Sicuramente non mi sei stato di grande aiuto sullo specifico, ma i diversi interventi sono stati di grande aiuto per capire alcune mie convinzioni ed ora ho molto da riflettere.

Grazie
Michele

Soviet_Mario

unread,
Sep 5, 2021, 9:24:03 AM (12 days ago) Sep 5
to
Il 04/09/21 16:40, Elio Fabri ha scritto:
> Soviet_Mario ha scritto:
> > Un chimico puro è molto molto diverso da me su quello e
> su altri
> > aspetti. Su ISC anni fa ce n'erano che masticavano
> orbitali come
> > noccioline.
> Ti rispondo al volo solo su questo.
>
> Tu credi che masticare gli orbitali significhi aver capito
> la MQ? Ma
> quando mai!

no, non credo nulla

> Io di chimici ne ho conosciuti, anche di persona.
> Faccio eccezione per alcuni chimici fisici, o chimici
> teorici, o
> chimici quantistici.

si ma infatti mi riferivo a quel genere di figura, che non è
mica RARA tra i chimici veri.

> (Non ho mai capito la differenza oggi; quando ero studente
> la chimica
> fisica era tutt'altro, e i chimici in Italia non si erano
> ancora
> accorti che esisteva la MQ.)
> Questi infatti odiano gli orbitali.

non saprei dire quali siano le diferse sfumature, salvo per
i chimici fisici che grossomodo so quel che studiano (pur
non sapendone a mia volta :D))

>
> Adesso (da diversi anni) è un vero schifo, tutti i chimici
> parlano di
> orbitali, pure nella scuola secondaria.

perché in programma ci sono l'atomo e i legami

> E infatti oggi nessuno sa più riconoscere la puzza di HCl da
> quella di
> NH3 o di SO2 :-)

e la sicurezza in laboratorio ? Siamo in una società
medicalizzata e "dello scarico di responsabilità". Siamo o
scoraggiati o impossibilitati a far assumere rischi ai
lavoratori pardon studenti oggigiorno. Anche la gestione
delle microscopiche quantità di rifiuti richiede protocolli
che un'industria inquinante non meriterebbe


>
> Quanto al resto, vorresti un corsetto accelerato di MQ
> nonché di
> fisica nucleare?

eh nel mondo dei sogni mi piacerebbe, ma non ne caverei
nulla di utile temo.
Ho troppo poca matematica nella cassetta degli attrezzi e
limiti nella capacità di astrazione.

Poi tra l'altro ho "comprato" da pochi giorni un corso per
inglese C1 con la "carta del docente", e mi porta pure
quello via parecchio tempo.


> Comunque un po' di notizie in wiki le trovi. Datti da fare!


--

Paolo Russo

unread,
Sep 5, 2021, 10:20:03 AM (12 days ago) Sep 5
to
[Soviet_Mario:]
> Perché non esiste un aggregato di neutroni di scala boh
> 10-100 neutroni ? Non avrebbe repulsioni.

Per il principio di esclusione di Pauli.
La situazione analoga per gli elettroni ti e` certamente
familiare: al massimo due elettroni possono occupare
l'orbitale a energia minore. Gli altri devono distribuirsi
su orbitali a energie via via maggiori.
Non esistono veri e propri orbitali per protoni e neutroni
nel nucleo, perche' i nucleoni interagiscono troppo tra
loro. Gli stati possibili del nucleo sono quindi globali.
Tuttavia, rimane vero che il principio di esclusione di
Pauli forza un insieme di particelle identiche legate tra
loro ad avere globalmente un'energia che aumenta rapidamente
con il numero di particelle. Conviene energeticamente che
una parte dei nucleoni siano protoni, perche' sono
particelle diverse dai neutroni. Per bassi numeri di
nucleoni conviene una ripartizione meta` e meta`; al
crescere del numero dei nucleoni, la repulsione tra
protoni inizia a non essere piu' trascurabile e comincia a
diventare conveniente avere un po' meno protoni che
neutroni.

E` lo stesso motivo per cui i protoni hanno due quark up e
un down, i neutroni un up e due down, ma nessun barione
minimamente stabile ha tre quark uguali. Le particelle con
tre quark up o tre down esistono ma sono estremamente
instabili.

Ciao
Paolo Russo

Soviet_Mario

unread,
Sep 6, 2021, 7:06:02 AM (11 days ago) Sep 6
to
Il 05/09/21 13:13, Paolo Russo ha scritto:
> [Soviet_Mario:]
>> Perché non esiste un aggregato di neutroni di scala boh
>> 10-100 neutroni ? Non avrebbe repulsioni.
>
> Per il principio di esclusione di Pauli.
> La situazione analoga per gli elettroni ti e` certamente
> familiare: al massimo due elettroni possono occupare
> l'orbitale a energia minore. Gli altri devono distribuirsi
> su orbitali a energie via via maggiori.
> Non esistono veri e propri orbitali per protoni e neutroni
> nel nucleo, perche' i nucleoni interagiscono troppo tra
> loro. Gli stati possibili del nucleo sono quindi globali.

interessante.
Avevo dimenticato che anche i nucleoni (i neutroni in
particolare) avessero spin. E dire che sapevo che sentivano
il magnetismo.
Capita con le conoscenze solo "mnemoniche", di collegarle male

> Tuttavia, rimane vero che il principio di esclusione di
> Pauli forza un insieme di particelle identiche legate tra
> loro ad avere globalmente un'energia che aumenta rapidamente
> con il numero di particelle. Conviene energeticamente che
> una parte dei nucleoni siano protoni, perche' sono
> particelle diverse dai neutroni. Per bassi numeri di
> nucleoni conviene una ripartizione meta` e meta`; al
> crescere del numero dei nucleoni, la repulsione tra
> protoni inizia a non essere piu' trascurabile e comincia a
> diventare conveniente avere un po' meno protoni che
> neutroni.
>
> E` lo stesso motivo per cui i protoni hanno due quark up e
> un down, i neutroni un up e due down, ma nessun barione
> minimamente stabile ha tre quark uguali. Le particelle con
> tre quark up o tre down esistono ma sono estremamente
> instabili.
>
> Ciao
> Paolo Russo
>

ca*** .... CHIARISSIMO, mi hai risolto un dubbio
esistenziale ! grazie :D

Luciano Buggio

unread,
Sep 6, 2021, 6:55:02 PM (10 days ago) Sep 6
to
Il giorno venerdì 3 settembre 2021 alle 19:40:03 UTC+2 Giorgio Pastore ha scritto:
> Il 03/09/21 12:25, Luciano Buggio ha scritto:

(cut)


> > Si può pensare, magari da eretici, ma non mi pare, che venga emessa una radiazione, nel momento in cui le due particelle si scontrano, senza che si perda massa o energia: elettrone e positrone per un brevissimo lasso di tempo oscillano sul posto, e finchè lo fanno in controfase emettono radiazione.

> Questo non è essere eretici ma ignorare cose fondamentali come la
> conservazione dell'energia. Pessima fantascienza, forse, ma non fisica.


E' vero o no che una carica, un elettrone, anche isolata, che oscilla (classicamente) sul posto emette radiazione (un treno d'onda per la durata dell'oscillazione?
O lo fa solo per salti quantici tra livelli di energia in un atomo?

Luciano Buggio

Michele Falzone

unread,
Sep 13, 2021, 7:55:03 AM (4 days ago) Sep 13
to
Non riesco a trovare ed in alcune casi non ho l'accesso sulla misura per approfondirla, potreste dirmi dove potere reperire tutti i dati della misura, per esempio nell'articolo dice

************************
Dopo aver manipolato gli atomi di positronio con un laser per metterli nel livello di energia appropriato
************************

mi sarebbe utile capire il livello di energia iniziale prima della prova, o forse è una domanda banale?

Michele

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