domande fatte a un ricercatore infn.it

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gino-ansel

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Apr 5, 2021, 5:15:02 PMApr 5
to
Consideriamo due magneti che stanno respingendosi (o che vorrebbero
farlo ma non possono perché in qualche modo impediti). Lei dice che
questo avviene perché i due magneti si stanno scambiando fotoni: OK.
- Immagino che questi fotoni siano di frequenza per noi non visibile:
ma possono essere osservati con un dispositivo adatto?
- Allontanando i due magneti a un certo punto l'effetto svanisce: i fotoni
continuano ad essere spediti senza raggiungere l'altro magnete?
- E' il campo magnetico di ogni magnete che induce l'altro magnete a
spedire fotoni?

- Se invece i due magneti vogliono attirarsi, ciò dipende da un diverso
meccanismo o è una "diversità" nei fotoni scambiati a provvedere?
- Mentre nel caso precedente l'energia necessaria ad allontanare i
magneti viene certamente fornita da chi li avvicina, in questo caso
l'energia non viene fornita in quel momento: è stata fornita al momento
della fabbricazione dei magneti o nel momento di un loro eventuale
allontanamento oppure è una "forza innata"? (non saprei come meglio
definirla).
--------------------------------------------------------------------------------------------------

Mi è stato risposto che le risposte sono note, ma che è difficile rispondere
con parole. Eppure a me basterebbe un Si oppure un NO, mica pretendo di
capire come si arriva al SI o al NO. Qualcuno può accontentarmi?

Giorgio Pastore

unread,
Apr 5, 2021, 7:50:04 PMApr 5
to
Il 05/04/21 14:12, gino-ansel ha scritto:
Non io. Ma non perché voglio farti un dispetto. Il problema è se ci sono
o meno i presupposti per comunicare, ovvero scambiare messaggi che
vengano recepiti correttamente all' altro estremo della comunicazione.

Provo, con tutti i limiti del caso, con un'analogia. Supponiamo che tu
chieda ad un virologo informazioni sul meccanismo di infezione da
coronavirus. Lui ti dà delle spiegazioni sui meccanismi biochimici di
penetrazione nelle cellule ma, si accorge che non hai gli elementi per
poter seguire il dettaglio della spiegazione e ciò nonostante insisti a
chiedere se la cellula vuole incorporare il virus per "affinità
elettive". Difficilmente potrà rispondere con un sì o un no a domande
non sufficientemente precise.

Questo significa che devi rinunciare a porre domande? No, ma solo se
provi a partire con domande più semplici e impari anche a riconoscere
anche la presenza di limiti comunicativi obiettivi.

Ignoro tutto del contesto della domanda. Ma anch'io avrei difficoltà a
rispodere con un no o un sì alle tue domande per il modo con cui sono
formulate. Aggiungo anche, per evitare equivoci, che userei più o meno
le parole del tuo corrispondente se ricevessi una domanda su fotoni
virtuali da parte di chiunque non abbia idea di cosa vuol dire
quantizzare un campo.

Giorgio

gino-ansel

unread,
Apr 6, 2021, 3:55:03 PMApr 6
to
nessun contesto particolare, il ricercatore ha pubblicato materiale
sull'elettromagnetismo e verso la fine dice che le particelle con carica
elettrica (di un magnete, di un bullone, di un pezzo di carta, ...)
si comunicano la loro presenza scambiandosi <fotoni> in quanto
mediatori del campo elettromagnetico, questo scambio inoltre
determina l'allontanamento delle cariche (come succede a due persone
in barca che si scambiano un pallone). Chiaramente l'informazione
(informazione, non teoria) è incompleta perchè non parla del caso
in cui c'è attrazione. Quanto al fatto che i fotoni servano pure
per informare della presenza delle particelle ho ricevuto un'informazione
opposta da un diverso ricercatore. Non cito e non dò link visto
che critico persone comunque gentili. Possibile che io abbia capito l'8 per
il 18 (ma ne dubito).

Informazioni un po' più dettagliate (ma non mirate ai magneti) le trovi
anche in Hawking (dal big bang ai buchi neri, cap. 5) anche in Rovelli
ed altri. In genere chi fa ricerca è contento di comunicare il succo
del proprio lavoro anche alla gente comune: pertanto quel ricercatore
mi ha stupito: lui non divrebbe sapere a priori che io sono un
rompicoglioni, forse ha "naso" :-)

Giorgio Pastore

unread,
Apr 6, 2021, 4:55:02 PMApr 6
to
Il 06/04/21 12:53, gino-ansel ha scritto:
....
> nessun contesto particolare, il ricercatore ha pubblicato materiale
> sull'elettromagnetismo e verso la fine dice che le particelle con carica
> elettrica (di un magnete, di un bullone, di un pezzo di carta, ...)
> si comunicano la loro presenza scambiandosi <fotoni> in quanto
> mediatori del campo elettromagnetico, questo scambio inoltre
> determina l'allontanamento delle cariche (come succede a due persone
> in barca che si scambiano un pallone). Chiaramente l'informazione
> (informazione, non teoria) è incompleta perchè non parla del caso
> in cui c'è attrazione. Quanto al fatto che i fotoni servano pure
> per informare della presenza delle particelle ho ricevuto un'informazione
> opposta da un diverso ricercatore. Non cito e non dò link visto
> che critico persone comunque gentili. Possibile che io abbia capito l'8 per
> il 18 (ma ne dubito).

E forse sì. Non tanto per i tuoi limiti ma proprio perché stai ricevendo
informazioni incomplete e inadeguate a darti la possibilità di
utilizzarle in alcun modo diverso dal ripeterle.


> Informazioni un po' più dettagliate (ma non mirate ai magneti) le trovi
> anche in Hawking (dal big bang ai buchi neri, cap. 5) anche in Rovelli
> ed altri. In genere chi fa ricerca è contento di comunicare il succo
> del proprio lavoro anche alla gente comune: pertanto quel ricercatore
> mi ha stupito: lui non divrebbe sapere a priori che io sono un
> rompicoglioni, forse ha "naso" :-)

La richiesta di informazioni in sé non è "rompere i coglioni". Ma questo
non toglie che il salto tra il significato tecnico che ha un fotone
virtuale per un fisico che conosce la QED e una qualunque persona senza
un notevole background in fisica teorica è veramente enorme. La
metafora delle persone che si scambiano il pallone la conosco. Come
tante metafore nasce e ha senso nella testa di chi ha più o meno capito
di cosa sta parlando e spera in questo modo di passare almeno una parte
dell'informazione a sua disposizione. Tuttavia molte metafore (e questo
auccede anche nella vita quotidiana) riescono male perché chi le usa
sottovaluta il diverso significato che cpossono avere per il ricevente
della comunicazione.

Potrebbe andar meglio se ti dicessi che invece di un pallone si
scambiano oun boomerang o un frisbee che può arrivare all' altra persona
da tutte le possibili direzioni? Forse questa modifica della metafora
potrebbe spiegarti perché fotoni virtuali possono mediare anche
attrazioni. Ma... da qualche parte ci sarà un ulteriore "inghippo". Tu
prenderesti sul serio la mia metafora del boomerang e cercheresti di
usarla per farti un quadro mentale in cui inserire informazioni diverse,
col risultato di sbattere contro un nuovo muro.

Personalmente non ho preclusioni a spiegare quello che faccio. Tuttavia
mi riservo il diritto di selezionare le informazioni a seconda delle
possibilità che siano recepibili in modo corretto dall'altra parte.
Inoltre c'e' anche un atteggiamento filosofico di fondo. Per molti miei
colleghi (in genere chi viene dalla fisica teorica o sperimentale delle
alte energie) lo scopo della fisica è un programma riduzionista per cui
un fotone *è* la base per spiegare i fenomeni elettromagnetici (insieme
alle particelle cariche, naturalmente) pertanto cercheranno di passare a
tutti l'idea che se non si capiscono i fenomeni in termini di fotoni
(reali o virtuali) non si sono capiti.
Io penso invece che un approccio non-riduzionista in cui ad ogni livello
(scala) è opportuno usare la descrizione più appropriata a quel livello
è l'approccio più fedele a quello che si fa in qualsiasi laboratorio ed
è coerente col fatto che la QED non falsifica la descrizione data dalle
equazioni di Maxwell su scala macroscopica.

Per cui, ti chiedo: ma a che ti serve una descrizione in termini di
fotoni (virtuali o reali)? qualè il fenomeno che vuoi spiegarti? Vuoi
saperlo solo perché hai letto o qualcuno ti ha detto che quella è la
spiegazione "ultima"? In questo caso dovresti fermarti al racconto che
hai letto o sentito ma senza cercare di andare nei dettagli: staresti
approfondendo una metafora e non la teoria che sta dietro la metafora.

Se invece la tua curiosità nasce da esigenze più pratiche, quasi
sicuramente il livello "fotoni" è molto al di là di quello che ti serve
davvero.

Giorgio

gino-ansel

unread,
Apr 7, 2021, 4:30:03 AMApr 7
to
Il giorno martedì 6 aprile 2021 alle 22:55:02 UTC+2 Giorgio Pastore ha scritto:
> Il 06/04/21 12:53, gino-ansel ha scritto:
> ....
> > nessun contesto particolare, il ricercatore ha pubblicato materiale
> > sull'elettromagnetismo e verso la fine dice che le particelle con carica
> > elettrica (di un magnete, di un bullone, di un pezzo di carta, ...)
> > si comunicano la loro presenza scambiandosi <fotoni> in quanto
> > mediatori del campo elettromagnetico, questo scambio inoltre
> > determina l'allontanamento delle cariche (come succede a due persone
> > in barca che si scambiano un pallone). Chiaramente l'informazione
> > (informazione, non teoria) è incompleta perchè non parla del caso
> > in cui c'è attrazione. Quanto al fatto che i fotoni servano pure
> > per informare della presenza delle particelle ho ricevuto un'informazione
> > opposta da un diverso ricercatore. Non cito e non dò link visto
> > che critico persone comunque gentili. Possibile che io abbia capito l'8 per
> > il 18 (ma ne dubito).
> E forse sì. Non tanto per i tuoi limiti ma proprio perché stai ricevendo
> informazioni incomplete e inadeguate a darti la possibilità di
> utilizzarle in alcun modo diverso dal ripeterle.

L'uno scrive: "... e come faccia lo spazio a sapere che da qualche parte c'è
un'altra carica, o un'altra massa, e che queste devono sentire reciprocamente
la loro presenza, e solo nella fisica moderna questo problema viene affrontato"
Affrontato vuol dire risolto? L'altro dice che non è stato risolto.
Riesce molto meglio, non pensare che a me questo sembri più strano
di un pallone spedito da barca a barca. Entrambe le cose mi sembrano
stranissime, ma la cosa più sorprendente per me è che il divulgatore non si
preoccupi prima di tutto del “respingimento” visto che le altre forze
di cui ho sentito parlare sono attrattive.

> Personalmente non ho preclusioni a spiegare quello che faccio. Tuttavia
> mi riservo il diritto di selezionare le informazioni a seconda delle
> possibilità che siano recepibili in modo corretto dall'altra parte.
> Inoltre c'e' anche un atteggiamento filosofico di fondo. Per molti miei
> colleghi (in genere chi viene dalla fisica teorica o sperimentale delle
> alte energie) lo scopo della fisica è un programma riduzionista per cui
> un fotone *è* la base per spiegare i fenomeni elettromagnetici (insieme
> alle particelle cariche, naturalmente) pertanto cercheranno di passare a
> tutti l'idea che se non si capiscono i fenomeni in termini di fotoni
> (reali o virtuali) non si sono capiti.
> Io penso invece che un approccio non-riduzionista in cui ad ogni livello
> (scala) è opportuno usare la descrizione più appropriata a quel livello
> è l'approccio più fedele a quello che si fa in qualsiasi laboratorio ed
> è coerente col fatto che la QED non falsifica la descrizione data dalle
> equazioni di Maxwell su scala macroscopica.

Anche dalla quantistica si deduce che l’induzione avviene nell’area della
spira e che un’orda di fotoni trasporta energia al circuito?

Incidentalmente QED di Feyman mi sembra smentire tanto Newton che
Huygens a proposito della riflessione della luce, va bene che è un casino e
che ci vorrebbe la zucca da Feynman per capirla, ma perché io ho sempre
creduto che quella giusta fosse quella di Huygens? La matemativa in uso
è quella di Huygens? Se così fosse allora è costruita su di una teoria
sbagliata, se funzionasse bene per progettare lenti perché non insegnarla
precisando però che è solo un’ottima approssimazione?

> Per cui, ti chiedo: ma a che ti serve una descrizione in termini di
> fotoni (virtuali o reali)? qualè il fenomeno che vuoi spiegarti?

Vorrei poter fare a meno tanto dell’onda elettromagnetica quando dei fotoni
se questi fossero la concretizzazione dell’onda

> Vuoi saperlo solo perché hai letto o qualcuno ti ha detto che quella è la
> spiegazione "ultima"? In questo caso dovresti fermarti al racconto che
> hai letto o sentito ma senza cercare di andare nei dettagli: staresti
> approfondendo una metafora e non la teoria che sta dietro la metafora.
> Se invece la tua curiosità nasce da esigenze più pratiche, quasi
> sicuramente il livello "fotoni" è molto al di là di quello che ti serve

È viceversa: dall’esperienza pratica mi venne la curiosità di saper cosa
dicono le teorie, lo stesso T.Russo mi disse che per migliorare il rendimento
l’unica cosa da fare è provare e riprovare (ovviamente quando si è già vicini
ai limiti, anzi oltre il limite a sentire chi mi dice dell’asino senza però
contestare i miei metodi di misura, comportamento direi inaccettabile)

Visto che mi hai dedicato del tempo te ne ringrazio e cerco di ricambiare
con qualcosa che forse ti divertirà: provo a rispondermi **da solo**
(cioè trascrivo cosa ho scritto a quel ricercatore inserendo **xxx*** le
risposte che m'immaginavo m'avrebbe dato)

Grazie
Gino
...................................................................................................................................
Consideriamo due magneti che stanno respingendosi (o che vorrebbero
farlo ma non possono perché in qualche modo impediti). Lei dice che
questo avviene perché i due magneti si stanno scambiando fotoni: ok.
- Immagino che questi fotoni siano di frequenza per noi non visibile:
ma possono essere osservati con un dispositivo adatto? **NO, DEVONO
ESSERCI IN BASE A CALCOLI VERIFICATI PER ALTRI VERSI**
- Allontanando i due magneti a un certo punto l'effetto svanisce: i fotoni
continuano ad essere spediti senza raggiungere l'altro magnete? **NO**
- E' il campo magnetico di ogni magnete che induce l'altro magnete a
spedire fotoni? **NON SI SA**

- Se invece i due magneti vogliono attirarsi, ciò dipende da un diverso
meccanismo o è una "diversità" nei fotoni scambiati a provvedere?
**C'E UNA DIFFERENZA NEI FOTONI SCAMBIATI**
- Mentre nel caso precedente l'energia necessaria ad allontanare i
magneti viene certamente fornita da chi li avvicina, in questo caso
l'energia non viene fornita in quel momento: è stata fornita al momento
della fabbricazione dei magneti o nel momento di un loro eventuale
allontanamento oppure è una "forza innata"? (non saprei come meglio
definirla). **E’ UNA FORZA INNATA**

Elio Fabri

unread,
Apr 7, 2021, 10:12:02 AMApr 7
to
Giorgio Pastore ha scritto:
> Questo significa che devi rinunciare a porre domande? No, ma solo se
> provi a partire con domande più semplici e impari anche a
> riconoscere anche la presenza di limiti comunicativi obiettivi.
Sappiamo bene che tu sei molto più cortese di me in queste situazioni.
Ma mi dici come puoi sperare, dopo anni e anni, che l'OP sia capace di
"riconoscere" ecc.?

Tra l'altro avrai notato che scrive
> Consideriamo due magneti che stanno respingendosi (o che vorrebbero
> farlo ma non possono perché in qualche modo impediti).
Il che vuol dire che ignora il linguaggo fisico al livello più
elementare: non sa che quando io dico "due magneti si respingono" sto
parlando della *forza*, non del *moto*: si respingono anche se sono
incollati sul tavolo.

> Aggiungo anche, per evitare equivoci, che userei più o meno le
> parole del tuo corrispondente se ricevessi una domanda su fotoni
> virtuali da parte di chiunque non abbia idea di cosa vuol dire
> quantizzare un campo.
E anche senza quantizzare il campo, ma solo pensando "alla Feynman",
non sa neppure che il fotone scambiato tra due elettroni è di tipo
spazio: nel rif. del centro di massa ha addirittura energia nulla e
impulso non nullo.
E' proprio per questo che si chiama "virtuale": reale non può
essere...


--
Elio Fabri

Elio Fabri

unread,
Apr 7, 2021, 3:12:02 PMApr 7
to
Giorgio Pastore ha scritto:
> La metafora delle persone che si scambiano il pallone la conosco.
Lo credo bene che la conosci! Si trova a ogni angolo di strada :-)
Aggiungo però che a me non è andata mai bene, appunto perché non
spiega l'attrazione (non che il tuo boomerang o frisbee mi piaccia di
più, però).
Diverso tempo fa mi ero data una spiegazione "tecnica", che è quasi
impossibile proporre a chi non sa niente non solo di QED, ma anche di
MQ.

Supponiamo che la particella A emetta un fotone di impulso p definito.
Ne segue che il detto fotone ha una posizione del tutto indefinita
(lasciamo la parte la nota difficoltà a definire l'osservabile
posizione per i fotoni).
Più esattamente, l'ampiezza di probabilità per il fotone ha lo stesso
modulo in tutto lo spazio (e anche qui sorvolo sul problema della non
normalizzabilità: questo si potrebbe sistemare).
Ne segue che il fotone può essere assorbito da B dovunque B si trovi.
Ma se B sta "dietro" ad A rispetto al verso dell'impulso del fotone,
quella che ne risulta è appunto un'attrazione.

Come vedi, il nocciolo della spiegazione sta nel disaccoppiare la
relazione spaziale tra A e B dal vettore impulso. Disaccoppiamento
dovuto all'indeterminazione della posizione.
Ecco perché la metafora della palla è inaccettabile: perché (succede
spessissimo) tenta di trasmettere un concetto fisico importante
falsando alla radice la natura stessa di ciò che si sta descrivendo.

> Per molti miei colleghi (in genere chi viene dalla fisica teorica o
> sperimentale delle alte energie) lo scopo della fisica è un
> programma riduzionista per cui un fotone *è* la base per spiegare i
> fenomeni elettromagnetici (insieme alle particelle cariche,
> naturalmente) pertanto cercheranno di passare a tutti l'idea che se
> non si capiscono i fenomeni in termini di fotoni (reali o virtuali)
> non si sono capiti.
Lasciami essere un po' cattivo :-)
A mio parere chi sostiene questo è lui (o lei) che non ha davvero
capito.
Primo: nella visione teorica più moderna mi pare che fotoni e
particelle in generale siano da considerare elementi derivati: le vere
entità primitive sarebbero i campi.
Non sto dicendo che condivido questo punto di vista (di sicuro non
l'avrebbe condiviso Feynman).
Ma in base a ciò non mi pare che privilegiare le particelle sia un
punto di vista coerentemente riduzionista.

Secondo: ragionare in termini di particelle (reali e *necessariamente*
virtuali) dal punto di vista della QFT lo trovo semplicistico.
Uno dovrebbe sapere che quell'approccio a base di diagrami di Feynman
è un'approssimazione e assai poco fondata in senso matematico.
Prima di proporla a livello divulgativo ci si dovrebbe pensare due o
più volte.

> Io penso invece che un approccio non-riduzionista in cui ad ogni
> livello (scala) è opportuno usare la descrizione più appropriata a
> quel livello è l'approccio più fedele a quello che si fa in
> qualsiasi laboratorio ed è coerente col fatto che la QED non
> falsifica la descrizione data dalle equazioni di Maxwell su scala
> macroscopica.
Sono d'accordo, anche se forse con una motivazione un po' diversa.
Mi è anche capitato di scriverne, anni fa.
Non so se ti è capitato di leggermi.

> Per cui, ti chiedo: ma a che ti serve una descrizione in termini di
> fotoni (virtuali o reali)? qual è il fenomeno che vuoi spiegarti?
> Vuoi saperlo solo perché hai letto o qualcuno ti ha detto che quella
> è la spiegazione "ultima"?
Secondo me la ragione è un'altra.
Avrai notato che tutti parlano di fotoni anche quando non ce ne sarebbe
nessun bisogno: un pacchetto d'onde andrebbe altrettanto bene.
Anzi meglio, perché non si può pensare ai fotoni come palline
classiche!
Invece è proprio questa l'attrattiva: chi parla di fotoni li preferisce
proprio perché si sente autorizzato a pensare a piccolissime palline.


--
Elio Fabri

Giorgio Pastore

unread,
Apr 7, 2021, 7:05:02 PMApr 7
to
Il 07/04/21 08:06, gino-ansel ha scritto:
....
> Riesce molto meglio, non pensare che a me questo sembri più strano
> di un pallone spedito da barca a barca. Entrambe le cose mi sembrano
> stranissime, ma la cosa più sorprendente per me è che il divulgatore non si
> preoccupi prima di tutto del “respingimento” visto che le altre forze
> di cui ho sentito parlare sono attrattive.

Che ci vuoi fare? anche il divulgatore ha i suoi limiti. Non è che la
metafora della palla sia nuova di zecca. Io ne ricordo anche altre. P.es
il fotone virtuale come osso che due cani si contendono (e questo
"spiegherebbe" l'attrazione. Restiamo sempre in un modo di metafore. Nel
medioevo avrebbero detto che un esercito di angeli spinge due cariche
una contro l'altra o una lontano dall' altra... Non è che funzioni
diversamente dal pallone.


...
> Anche dalla quantistica si deduce che l’induzione avviene nell’area della
> spira e che un’orda di fotoni trasporta energia al circuito?

"orda di fotoni" non l'avevo ancora sentito.

Comunque c'e' una cosa che varrebbe la pena di chiarire. Non è che chi
studia QED rifà esplicitamente tutta la trattazione
dell'elettromagnetismo in termini di fotoni, elettroni e positroni. Una
volta capito come si fa la quantizzazione dei campi e come all' inverso
si ottengono i campi macroscopici a partire dai campi quantizzati, e la
relazione con le equazioni di Maxwell, in genere ci si dà da fare con i
processi elementari tra particelle. La ricostruzione p.es. di quello che
avviene in un circuito o anche la ricostruzione dell'ottica geometrica,
sono operazioni possibii, in alcuni casi sono state fatte in dettaglio
ma non sono pane quotidiano di chi si occupa di QED (anche perché molto
spesso abbastanza complesse dal punto di vista formale). Questo potrebbe
spiegarti perché alcune risposte possono essere un po' reticenti.

>
> Incidentalmente QED di Feyman mi sembra smentire tanto Newton che
> Huygens a proposito della riflessione della luce, va bene che è un casino e
> che ci vorrebbe la zucca da Feynman per capirla, ma perché io ho sempre
> creduto che quella giusta fosse quella di Huygens? La matemativa in uso
> è quella di Huygens? Se così fosse allora è costruita su di una teoria
> sbagliata, se funzionasse bene per progettare lenti perché non insegnarla
> precisando però che è solo un’ottima approssimazione?

E chi dice che non si faccia? La teoria di Huygens è già
un'approssimazione rispetto alle equazioni di Maxwell. I fisici lo sanno
e sanno anche qual è il limite di validità di ogni formulazione.

Giorgio

pcf ansiagorod

unread,
Apr 7, 2021, 7:05:02 PMApr 7
to
> Ne segue che il fotone può essere assorbito da B dovunque B
> si trovi.
> Ma se B sta "dietro" ad A rispetto al verso dell'impulso del
> fotone,
> quella che ne risulta è appunto un'attrazione.

:O :O :O :O :O Non pensavo che avrei mai potuto leggere una
cosa del genere (spiego: so che la questione dell'attrazione è
una di quelle domande che non vanno fatte nei termini di cui al
post di inizio thread. Ma è comunque di quelle per le quali ho
sempre desiderato una spiegazione e se pure ho capito solo a
molto grandi linee, è stato come scostare la tenda oltre la
quale non pensavo mai avrei gettato una furtiva occhiata).

Elio Fabri

unread,
Apr 8, 2021, 10:00:03 AMApr 8
to
pcf ansiagorod ha scritto:
> :O :O :O :O :O Non pensavo che avrei mai potuto leggere una cosa del
> genere (spiego: so che la questione dell'attrazione è una di quelle
> domande che non vanno fatte nei termini di cui al post di inizio
> thread. Ma è comunque di quelle per le quali ho sempre desiderato una
> spiegazione e se pure ho capito solo a molto grandi linee, è stato
> come scostare la tenda oltre la quale non pensavo mai avrei gettato
> una furtiva occhiata).
Sono contento che ti sia piaciuta, e quindi ora mi diverto a smontarla
:-)
Viene facile un'obiezione.
Se le cose stanno così, perché due cariche uguali si rsepingono sempre
e due cariche opposte si attraggono?

In effetti la mia è una falsa spiegazione, anche se contiene un
briciolo di verità.
Ti mostro un dato di fatto, ben noto.
Considera un caso diverso, come per es. quello che interviene
nell'esperimento di Rutherford, Geiger, Marsden.
Lì si deve capire che succede quando una particella alfa (carica +2e,
massa circa 4 volte quella del protone) incontra un nucleo per es. di
oro (carica +79e, massa circa 197 protoni).
Data la grande differenza di massa, possiamo supporre che il nucleo di
oro non si muova, e la particella alfa venga deviata dalla forza
repulsiva.
Rutherford ragionò così, usando la meccanica classica (la m.q. non
esisteva ancora) e arrivò alla famosissima formula che dà la
probabilità di una deflessione a un certo angolo. Non importa ora
scrivere la formula.
Solo per informazione storica (siamo nel 1913, mi pare) quando mise a
confronto la formula coi dati sperimentali trovò ottimo accordo, il
che confermò l'idea che la carica positiva di un atomo fosse raccolta
in una piccolissima regione (appunto il nucleo) e non distribuita su
tutto lo spazio occupato dall'atomo, che era parecchio più grande.

Ti starai chiedendo: ma che c'entra con la domanda?
Piano piano ci arriviamo.

Passa qualche anno, nasce la m.q. e si ripete lo stesso calcolo usando
l'eq. di Schroedinger.
Immagino che chi fece per primo il calcolo (mi pare Mott) si
aspettasse un risultato diverso, come accadeva con tante altre cose in
cui la m.q. dava risultati anche molto diversi dalla mecc. classica.
Invece, sorpresa! Il calcolo quantistico riproduceva *esattamente* la
formula di Rutherford (nota che questo è un caso in cui l'eq. di Schr.
si sa risolvere esattamente, quindi non c'erano in ballo
approssimazioni).
(Non so se sia ignoranza mia, ma non ho mai visto una spiegazione di
questa incredibile coincidenza.)

Ma c'è di più.
Nell'eq. di Schr. non compare la forza tra le due particelle, ma
l'energia potenziale.
E' ben noto che se le cariche sono uguali l'en. potenziale va come 1/r
(positiva) mentre se sono opposte va come -1/r (negativa).
Tuttavia il risultato finale, quello che si chiama la sezione d'urto
differenziale, risulta dato dalla formula di Rutherford in entrambi i
casi.
In altre parole, se non si fosse saputo per altra via che le
particelle alfa erano positive, l'esperimento di R-G-M non avrebbe
potuto dire niente: il risultato con particelle alfa negative
(antialfa?) sarebbe stato lo stesso.


--
Elio Fabri

gino-ansel

unread,
Apr 8, 2021, 4:40:02 PMApr 8
to
Il giorno giovedì 8 aprile 2021 alle 01:05:02 UTC+2
Giorgio Pastore ha scritto:

google mi dice continuamente che hai scritto, ma poi non mostra nulla
anche i post mi sembrano giù d'ordine, quindi scusa se non rispondo a tono;
permettimi un'ulteriore curiosità

> > Anche dalla quantistica si deduce che l’induzione avviene nell’area della
> > spira e che un’orda di fotoni trasporta energia al circuito?
> "orda di fotoni" non l'avevo ancora sentito.

i cherubini stanno in cielo, gli alternatori stanno dove scorazzano i mongoli ...
forse la risposta la trovo in quello che hai scritto ad altri?
> ... la QED non falsifica la descrizione data dalle equazioni di Maxwell su
> scala macroscopica.
preciso meglio:
anche per la QED in un omopolare vale sempre la legge di Faraday?

pcf ansiagorod

unread,
Apr 9, 2021, 12:35:02 AMApr 9
to
Ovviamente non avrei mai pensato a una potenziale obiezione
:)))

Davide Campagnari

unread,
Apr 9, 2021, 7:50:03 AMApr 9
to
On Thursday, April 8, 2021 at 4:00:03 PM UTC+2, Elio Fabri wrote:
> Invece, sorpresa! Il calcolo quantistico riproduceva *esattamente*
> la formula di Rutherford (nota che questo è un caso in cui l'eq. di
> Schr. si sa risolvere esattamente, quindi non c'erano in ballo
> approssimazioni).
> (Non so se sia ignoranza mia, ma non ho mai visto una spiegazione
> di questa incredibile coincidenza.)



Ammetto di non aver mai approfondito la questione ma a naso la cosa non mi sembra cosi' strana. C'e' sempre la simmetria O(4) sottostante da tenere in conto, e con le opportune trasformazioni il potenziale Coulombiano in tre dimensioni viene trasformato in un oscillatore armonico in quattro, per cui l'approssimazione semi-classica diviene esatta. Sono abbastanza certo di aver letto qualcosa in merito (forse qualcosa di Kleinert?) ma devo andare in cerca e non posso promettere niente in tempi brevi.

Davide C.

Elio Fabri

unread,
Apr 9, 2021, 3:30:03 PMApr 9
to
Davide Campagnari ha scritto:
> Ammetto di non aver mai approfondito la questione ma a naso la cosa
> non mi sembra cosi' strana. C'e' sempre la simmetria O(4)
> sottostante da tenere in conto,
Conosco il vettore di Lenz e il lavoro di Fock (1935).
Però...
Per cominciare, il gruppo d'invarianza è SO(4) per gli stati a energia
negativa (legati).
Per gli stati di scattering l'energia è positiva e il gruppo
d'invarianza direi che sia SO(3,1) ossia il gruppo di Lorentz
Non ho mai studiato che cosa succede per E>0.

> e con le opportune trasformazioni il potenziale Coulombiano in tre
> dimensioni viene trasformato in un oscillatore armonico in quattro,
Questo non mi è chiaro.
Il lavoro di Fock l'ho rielaborato anni fa, senza pubblicare niente.
Lo trovi in
http://www.sagredo.eu/temp/Fock-e.pdf
Non vedo traccia di oscillatore armonico.

> per cui l'approssimazione semi-classica diviene esatta.
?
Intanto non vedo perché parli di approssimazione semi-classica.
Qui la questione è diversa.
Rutherford considerò le traiettorie classiche (iperboli) assumendo
parametri d'urto distribuiti a caso e ricavò la corrispondente
distribuzione degli angoli di scattering.
Calcolo assolutamente classico, non quasi.

Il calcolo quantistico è lo risoluzione dell'eq. di Schroedinger con
dato comportamento asintotico: onda piana più onda sferica asintotica
uscente.
Non vedo né come giochi l'invarianza SO(3,1) né come si colleghino i
due procedimenti.

Del resto anche nel caso degli stati legati l'invairanza c'è sia in
mecc. classica sia in quantistica, ma i risultati sono ovviamente
diversi.
L'effetto dell'invarianza SO(4) è in mecc. classica di spiegare perché
con una trasf. alle variabili di angolo-azione si trova che la
hamiltoniana dipende solo da una delle tre variabili di azione.
Nel caso quantistico è più facile vedere la cosa con una trattazione
algebrica, studiando le rappr. irriducibili di SO(4) ecc.
Puoi vedere
http://www.sagredo.eu/temp/H-SO4-e.pdf


--
Elio Fabri

Davide Campagnari

unread,
Apr 10, 2021, 1:00:03 AMApr 10
to
Il giorno venerdì 9 aprile 2021 alle 21:30:03 UTC+2 Elio Fabri ha scritto:
> il lavoro di Fock l'ho rielaborato anni fa, senza pubblicare niente.
Ecco, quello invece e' qualcosa che non conoscevo...


Ho cercato di recuperare un articolo che mi pareva di ricordare ma finora senza fortuna; tento dunque di riassumere i miei ricordi, ma sono cose che ho lessi una decina d'anni fa per pura curiosita', quindi non e' impossibile che prenda cantonate... prendi tutto il seguito cum grano salis.





Se consideri il problema di Keplero in due dimensioni esiste una combinazione di trasformazioni (Levi-Civita per le coordinate piu' la riparametrizzazione temporale di Eulero-Sundman) che mappa le equazioni del moto in quelle di un oscillatore armonico (per gli stati legati); tutte cose nate (e note) tra la fine dell'800 e i primi del '900. La generalizzazione a tre dimensioni e' arrivata solo negli anni '60 con le trasformazioni di Kustaanheimo-Stiefel. Verso la fine degli anni '70 Duru e Kleinert sono cosi' riusciti a calcolare il propagatore per l'atomo di idrogeno dall'integrale di Feynman. (Caveat: ho studiato per lo piu' in tedesco e inglese, quindi sono un po' incerto sulla terminologia italiana...)



Ora, per lagrangiane quadratiche il propagatore e' interamente determinato dalla soluzione *classica* delle equazioni del moto. (Quello che intendevo con la rozza espressione "l'aprossimazione semi-classica diventa esatta".) E da qui *mi pare* seguisse l'identita' delle sezioni d'urto classica e quantistica; tuttavia confesso che qui e' dove i ricordi si fanno fumosi, quindi potrei ricordare fischi per fiaschi.


Non ho intenzione di dilungarmi oltre, anche perche' rischierei solo di portarti fuori strada nel caso stia prendendo cantonate. Devo dare un'occhiata al libro di Kleinert quando torno in ufficio, ma sono 1600 pagine e non brilla per chiarezza didattica...

Davide C.
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