29/07/14

Materia = gravità, anti-materia = ? *

Una recente ricerca del CERN annuncia che si è stati in grado di vedere una piccola deflessione di anti-protoni sotto l’effetto di un debole campo magnetico. Niente a che vedere con la gravità, ma è il primo passo per sviluppare l’attuale tecnologia verso lo studio della deflessione di un atomo di anti-idrogeno sotto l’effetto di un campo gravitazionale. La strada da compiere è ancora molto lunga, ma di importanza fondamentale per ovvie ragioni.

Cosa si pensa oggi che possa subire un pezzo di antimateria se subisse la gravità creata dalla materia? Alcuni pensano che verrebbe attratta dalla materia, altri che subirebbe una repulsione. Insomma, qualsiasi risultato sarebbe plausibile, almeno per quanto ne sappiamo oggi. E che dire della gravità dell’anti-materia? Potrebbe attrarre l’antimateria e scacciare la materia, oppure attrarre sia l’antimateria che la materia. E se invece funzionasse scacciando l’antimateria e, magari, attraendo la materia. Mamma mia che pasticcio.

Ovviamente, sto un po’ scherzando, ma, in realtà, le teorie più sofisticate portano a risultati anche divergenti. E pensare che l’Universo nasce da una super simmetria.  Scoprire come agisce sarebbe un risultato fondamentale per vari motivi. Due su tutti: farebbe forse capire perché l’antimateria è così rara nell’Universo e servirebbe a inserire la gravità nel mondo della MQ, magari proprio perché romperebbe la simmetria.

Non voglio entrare nei dettagli più di tanto, ma penso sia un argomento interessante anche da un punto di vista puramente speculativo… Che ne dite?

18 commenti

  1. beppe

    Antimateria= Antigravità? Sono un po' prevenuto, se anche i fotoni che sono privi di massa risentono della gravità credo che l'antimateria si comporti allo stesso modo, non possegga cioè antimassa. Se così fosse, la creazione di particelle virtuali in un campo gravitazionale potrebbe fare degli scherzi alla legge di conservazione...

  2. SANDRO

    Forse sbaglio, Enzo mi correggerà, ma mi sembra che il fotone non risente della gravità in quanto appunto privo di massa. Gli effetti di curvatura, come le lenti gravitazionali, sono dovuti alla curvatura dello spazio sottoposto alla forza di gravita stessa che costringe il fotone a curvare dalla sua traiettoria.

    Riflettendo, penso che la Simmetria dovrebbe portare tutte le forze in equilibrio. La Gravità, così come noi la conosciamo, sarebbe un' eccezione. Per qeusto mi sento di tifare per l'anti-materia=antigravità. :mrgreen:

  3. parlando seriamente, sembra che oggi le alternative siano le seguenti, riguardo a come l'antimateria dovrebbe interagire con la materia: che l'interazione sia identica, che l'antimateria respinga la materia "esattamente" come la materia attrae la materia, che l'antimateria potrebbe reagire in modo leggermente diverso. Quest'ultima possibilità è senza dubbio la più interessante, dato che -sembra- potrebbe essere legata al fatto che non si riesce a inserire la gravità nella MQ...

    un bel problema non c'è che dire e non ci resta che aspettare

  4. Paolo

    Tra le varie possibili combinazioni prospettate, vorrei soffermarmi su alcune di queste.
    1. L'antimateria respinge l'antimateria. In tal caso non potrebbero formarsi oggetti (asteroidi, pianeti, stelle , galassie) costituiti da antimateria.
    2. L'antimateria attrae l'antimateria. In tal caso potrebbero formarsi oggetti costituiti da antimateria, sempre che in alcune regioni dello spazio-tempo, questa abbia la sufficiente densità.
    3. L'antimateria respinge se stessa, ma viene attratta dalla materia ordinaria. Peccato che tale attrazione sarebbe impari. Ossia grossi corpi di materia finirebbero per fagocitare piccole particelle di antimateria catturate dal loro campo gravitazionale.
    4. L'antimateria respinge se stessa e la materia ordinaria. Piccole particelle di antimateria vagherebbero ignorando pianeti, stelle e quant'altro, sempre che nel loro tragitto non incontrino qualche particella di materia, annichilendosi a vicenda e liberando parecchia energia.
    5. L'antimateria attrae sia se stessa sia la materia ordinaria. In tal caso potrebbero formarsi corpi costituiti da antimateria che potrebbero attrarsi reciprocamente con corpi costituiti da materia. Un loro scontro, però, sprigionerebbe una quantità di energia tale da far impallidire un'ipernova.
    6. L'antimateria attrae se stessa, ma respinge la materia ordinaria. In tal caso potrebbero formarsi corpi costituiti da antimateria che tenderebbero ad allontanarsi da corpi formati da materia.

    Prima di fare una domanda, un'ultima riflessione: sembra che quantità di materia e quantità di antimateria, attualmente nell'universo osservabile, non abbiano le stesse proporzioni (asimmetria), anzi l'antimateria risulterebbe piuttosto rara e ciò potrebbe spiegare perchè anche attraendo se stessa, non vediamo corpi costituiti da antimateria. (bassa densità).

    Domanda: Come si può distinguere la luce emessa da una stella di materia, da quella di una ipotetica stella di antimateria?

    Si potrebbero fare molte ipotesi (personalmente, per ora, ritengo alquanto improbabile che l'antimateria eserciti una forza gravitazionale repulsiva, ma mai dire mai) sugli effetti delle diverse combinazioni possibili.
    Tra le tante trovo curiosa questa bizzarra idea di Dragan Hajdukovic, un fisico teorico che collabora con il CERN, che parte dall'ipotesi 6 e si concentra sull'idea di cariche gravitazionali opposte ( + attrazione; - repulsione), applicandola alle particelle virtuali che contraddistinguono il vuoto quantico.
    Dragan sostiene che in presenza di un campo gravitazionale, le cariche gravitazionali opposte che contraddistinguono particelle e antiparticelle virtuali, amplificherebbero il campo gravitazionale.
    Un breve articolo http://www.media.inaf.it/2013/01/25/eris-disnomia-quantum-gravity/
    descrive sommariamente questa bizzarra teoria, che propone anche un metodo per testarne le predizioni (peccato che per ora non abbiamo strumenti ottici così precisi da effettuare le misurazioni richieste, sulla precessione della luna di Eris):

    Paolo

  5. caro Paolo,
    la tua analisi è molto ben fatta, così come è affascinante, anche se azzardata, l'ipotesi descritta nell'articolo. Che dire? Alla domanda ovviamente io non ho risposte esaurienti da dare :wink: La luce è una strana particella... :mrgreen:

  6. Gaetano

    Enzo, ricordavo di aver letto qualcosa sulla formazione dell'antiidrogeno: http://www.lescienze.it/news/2014/01/22/news/antidrogeno_antimateria_modello_standard-1976908/
    Una curiosità: in quest'articolo si parla anche di inversione temporale (tempo al contrario?). Sono sicuro di aver capito male! Perchè una freccia del tempo verso il "nostro" passato risolverebbe anche la rottura di simmetria.

  7. alexander

    ma, io mi son un pò perso e a questo punto mi chiedo se ho capito bene cos'è l'antimateria?
    Avevo capito che era materia esattamente uguale a quella ordinaria ma con carica inversa.
    In considerazione di questo presupposto, in base al fatto che la gravità è determinata dalla massa di un corpo (e non dalla sua carica) e in base al fatto che nella curvatura dello spazio tempo (o campo gravitazionale con tutti i suoi vettori) cade praticamente qualsiasi particella (vedi anche i fotoni) io non mi ero nemmeno posto il problema...

    Certo che se poi entra in gioco la MQ e mi tira fuori dal cilindro un'altra delle suo illogiche logiche allora tanto di cappello! :-P
    Chissà magari il gravitone generato da particelle con carica opposta ha caratteristiche differenti da quello standard...

    Ma qui bisogna esser dei geni in fisica delle particelle! :-P

  8. Paolo

    Scusa Gaetano, in attesa che risponda Enzo, ho letto l'articolo che hai postato.
    L'articolo dice: "Il modello standard prevede che sia rispettata una fondamentale simmetria denominata CPT, ovvero che un sistema o un processo fisico sia descritto dalle stesse leggi del sistema ottenuto dal primo applicando tre trasformazioni: la coniugazione di carica “C”, che commuta ogni particella nella corrispondente antiparticella; la parità “P”, che inverte gli assi spaziali, come se il sistema fosse osservato in uno specchio; l'inversione temporale “T”, in virtù della quale il tempo scorre dal futuro al passato, come in un filmato fatto scorrere all'indietro"

    Se non ho capito male, una cosa è dire che un processo fisico (e il suo inverso, passatemi il termine improprio, in realtà l'inverso di C, P e T) può essere descritto dalle stesse leggi fisiche, altro è affermare che il tempo si inverte.

    Tra l'altro al termine T in genere si associa una direzione di moto.

    Per esempio l'inversione temporale di un bicchiere che si rompe potrebbe essere descritta come la ricomposizione del bicchiere applicando ad ogni frammento un moto uguale ed inverso, tale da ricostituire il bicchiere...(le leggi fisiche potrebbero descrivere perfettamente tale fenomeno simmetrico), ma è assai meno probabile che accada la seconda cosa rispetto alla prima.... tale fenomeno può essere definito anche come entropia, una tendenza che cresce con il tempo e che porta dall'ordine al caos).

    Spero di non aver detto qualche sciocchezza.

    Paolo

  9. cari ragazzi,
    piano, piano, non cadiamo nell'errore di cui mi preoccupavo tanto... cerchiamo di restare in un campo di cui abbiamo conoscenza senza spingersi troppo oltre.

    Apposta ho cercato di descrivere la QED (e la parte fotone-particelle è ancora da iniziare). Vedremo che non esistono fenomeni irreversibili nel microcosmo e quindi la freccia del tempo potrebbe teoricamente essere invertita, oppure cambiare nome all'evento: un fotone che inverte il verso del tempo diventa assorbito o emesso. Ma non ha nemmeno senso parlare di freccia del tempo quando non esisteva ancora una freccia. L'entropia nasce nel macrocosmo e con lei il tempo unidirezionale. Ricordiamo anche che il fotone non ha un anti-fotone, dato che esso è l'anti particella di se stesso e quindi il suo comportamento in un campo di antimateria non è diverso da un campo di materia. Insomma... avevo solo buttato lì uno dei tanti dubbi ancora irrisolti, non volevo certo risolverlo tra noi... Pensiamo anche che la vittoria della materia sull'antimateria avviene quando si è ancora nel microcosmo e quindi non applichiamole le regole del macrocosmo. Gira e rigira la MQ ha una risposta per tutto. Dove non dà risposta (la gravità) rimangono i dubbi descrittivi (non di comprensione, ovviamente). Per potere descrivere come funzionano materia e antimateria nelle loro interazioni con la gravità, è necessario inquadrare la gravità nel mondo della MQ. Temo che non se ne possa uscire... Però, non sono un fisico delle particelle e posso benissimo sbagliare... :wink:

  10. cari TUTTI,

    forse sono stato troppo vago e confusionario nella risposta precedente. vedo di chiarire meglio le cose.

    A cosa ci porterà la QED? Troveremo che un fotone può andare più veloce o meno veloce della luce, ma anche che la probabilità che questo avvenga è piccolissima. Troveremo che quando il tempo si inverte si possono far nascere le anti-particelle. Troveremo che l'antifotone è se stesso. Troveremo che i percorsi di un elettrone possono essere "modificati" attraverso l'emissione o l'assorbimento di un fotone, che vanno inquadrati nell'ampiezza di probabilità. Troveremo che bisogna introdurre lo spazio-tempo e che quindi deve cambiare l'ampiezza di probabilità di un evento. E molte altre cose... Tutto ciò ci porterà a "capire" come avviene la riflessione e la rifrazione (le uniche due interazioni che la luce ha con la materia a livello macroscopico). Insomma, troveremo un mondo simmetrico e senza vie preferenziali. Basterà continuare a disegnare percorsi e calcolare ampiezze di probabilità... In questo mondo, però, non trova posto la descrizione della gravità e quindi non si può descrivere l'interazione che essa ha con le particelle. I casi sono due: o la gravità è proprio una cosa diversa e allora la MQ non può darci risposte sul suo comportamento con le particelle; oppure fa parte della MQ, ma ancora non sappiamo dove e come.

    Ecco perché dico sempre che immaginare soluzioni ed estrapolazioni di teorie che non si conoscono è opera inutile. Prima bisogna essere padroni della teoria (che oltretutto è pienamente confermata, come ad esempio nel numero di Dirac... ne accenneremo) e solo dopo tentare passi successivi: né io né voi ne siamo in grado, dato che non ne è stato in grado nemmeno un genio assoluto come Feynman. Ci dovrebbe bastare cercare di "capire" fino a che punto è arrivata la sua mente fantastica e non pensare di potere andare oltre (questa sì che sarebbe arroganza). Lo si potrà fare, ma bisogna almeno essere preparati come Feynman e NOI non lo siamo di certo!

    Accontentiamoci di diventare padroni della QED e poi -forse- si potrà fare qualche illazione in più, molto controllata e pesata.

    Vi dico già che non è facile. Fino all'ottica, ossia ai fotoni, le cose sono veramente semplici. Dopo, con l'introduzione dello spazio-tempo e con le caratteristiche degli elettroni le cose non sono più banali. Feynman ha cercato brillantemente di semplificare. Io cerco di fare un passo ulteriore, ma -attenzione- non pretendiamo che senza matematica si possa veramente comprendere ogni finezza. Ad esempio, trascureremo la polarizzazione (grave mancanza) e dovremo accettare alcune quantità come piovute dal cielo. L'idea di ampiezza di probabilità assumerà un significato ancora più teorico e difficilmente rappresentabile con figure. Insomma, sto faticando molto, soprattutto perché cercare di semplificare ancora di più quello che Feynman è riuscito a fare è veramente una prova di cui non penso di essere capace. Ci sto provando, ma non so con quali risultati...

    Quindi, per amor di Dio, evitiamo discussioni che vanno oltre la descrizione già terribile delle basi di tutta la MQ. L'uomo deve ogni tanto frenare la sua voglia di risolvere problemi e di far viaggiare troppo la fantasia. Ovviamente, quando si parla di scienza esatta! La fantasia serve a molte altre cose...

    Per avere un'idea di cosa è riuscito a fare Feynman e di cosa sto cercando di fare nel mio piccolo, andate pure a cercare nel web "diagrammi di Feynman" o "interazioni luce-materia". Vedrete che parole e che formule si accavallano! Siete in grado di comprenderle appieno? Io no... Se ne siete capaci, allora potete anche esprimere idee personali sulle origini dell'Universo e rifiutare qualcosa e accettarne altre. Se, invece, siete al mio livello, accontentatevi di capire e di studiare. Poi, forse, una maggiore serenità limiterà le estrapolazioni ancora più assurde della MQ e favorirà un discorso più condivisibile e basato su solide basi.

    E' un po' la situazione di una persona che senza avere nozioni di biologia e di medicina, decida di preparare una mix casuale che curi la polmonite o qualcosa di peggio. Sappiamo dove va a finire... la probabilità che funzioni e come la probabilità di andare più veloci della luce.

    Umiltà ragazzi, tanta umiltà e tanta pazienza e applicazione. Se non capiremo bene la QED (io per primo) non ci resta che studiarla più a fondo, pensando che stiamo solo affrontando una versione ultra semplificata che poco ha a che vedere con le sue reali potenzialità e peculiarità. Insomma, come leggere il riassunto della Divina Commedia e pensare di poter correggere l'opera completa...

    Spero di essere stato compreso e mi pento un po' di avevi stuzzicato con l'antigravità e cose del genere... Ne parleremo dopo la QED...

  11. piccola aggiunta: basta che andiate qui...
    http://it.wikipedia.org/wiki/Elettrodinamica_quantistica

    benché piena di svarioni dovuti a cattiva traduzione, essa semplifica molto la realtà della situazione. Dite la verità: "Riuscite a capirci qualcosa?". Pensate quindi al lavoro mostruoso di semplificazione fatto da Feynman.

  12. alexander

    parole sante!
    a me basta avere un'infarinatura di base.
    E anche questo e' difficile da ottenere, mi rendo conto ad esempio che le numerose cose che ho imparato qui e in altri siti non sono completamente in mio possesso, ad esempio faccio una fatica mostruosa ad avere una visione di insieme sugli eventi senza avere una visione a comparti stagni....
    quindi io mi accomtento cosi anche se ogni tanto e' divertente viaggiare con la fantasia con qualche ipotesi speculativa.
    :-P

  13. luciano

    buongiorno prof
    mi sono accodato recentemente al suo blog grazie al suggerimento dell'amico Gaetano, seguendo prevalentmente le dispense sulla QED. meglio che leggere un buon trattato di psicologia od un giallo intrigante: la doppia personalità del fotone! o ambigua? e la gravità che è viva e vegeta ma non la si trova ancora. 8-O Mah!
    nella sua risposta delle 6:52 del 30.07, dice che la riflessione e la rifrazione sono le due uniche interazioni della luce con la materia a livello macroscopico. ma l'effetto fotoelettrico, la fotosintesi, la nostra abbronzatura, il nostro umore non sono altrettanti effetti macroscopici?

  14. caro Luciano,
    benvenuto!
    in realtà tutte le interazioni tra luce e materia avvengono a livello microscopico. Diciamo che riflessione rifrazione sono quelle che appaiono dimostrabili con effetti "normali" Le altre che tu dici sono già di per sé legate al mondo del piccolissimo (a parte l'umore, ma che ancora va inquadrato nella MQ e non credo ci vorrà molto, visto che il cervello lavora con la forza elettromagnetica)...

  15. iginio

    ... Godo di queste dispute...!

  16. Rita

    Materia= gravità, antimateria= antigravità, materia ???????  :lol:

     

     

  17. Rita

    Cioè:

    Se materia=gravità allora antimateria=antigravità

    se materia e gravità =antimateria

    antimateria e antigravità = materia??? :roll:

  18. Daniela

    Il punto è che nessuno è in grado di rispondere a questa domanda e se qualcuno lo fa, facendoti credere che sia una verità scientificamente dimostrata, delle due l'una: o non ha le idee chiare, o si diverte a prenderti in giro...

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:wink: :twisted: :roll: :oops: :mrgreen: :lol: :idea: :evil: :cry: :arrow: :?: :-| :-x :-o :-P :-D :-? :) :( :!: 8-O 8)

 

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