Re: fisica spicciola...molto spicciola!
Inviato: 03/03/2021, 19:31
19)- Tornando però alle particelle, gli unici strumenti in grado di consentirne lo studio sono gli acceleratori (le ultime versioni, dove lo scopo è quello di fare scontrare tra di loro fasci di varie particelle, si chiamano ”collisori”), perchè le particelle da analizzare sono sempre in movimento velocissimo; non si possono osservare “da ferme” come sotto un microscopio e perciò, non potendole osservare staticamente, si può solo sfruttare quello che emerge dalla loro collisione/frantumazione per risalire indirettamente ai loro componenti ...e ci vogliono gli acceleratori.
Per comprendere queste apparecchiature è utile:
A)-Considerare i quark e gli elettroni come particelle della materia e
fotoni e gluoni come le particelle leganti; nello specifico i fotoni sono le particelle che
legano gli elettroni al nucleo e i gluoni sono le particelle che legano i quark fra di loro.
B)-Ricordare che l’unità di misura usata per quantificare l’energia in campo subatomico è
l’elettronvolt, sigla eV, con i suoi multipli: KeV (mille elettronvolt), MeV (un milione di elettronvolt), GeV (un miliardo di elettronvolt), Tev (mille miliardi di elettronvolt).
(Non c’è alcun riferimento ai Volt ordinari, basti pensare che 1 GeV (un miliardo di elettronvolt), ha un millesimo dell’energia di una zanzara, anche se quando quantità opportune di eV sono scaricate su una piccolissima particella - protone, elettrone od altro-, assumono capacità sorprendenti.)
C) – Rendersi conto che scandagliare sempre più nel profondo vuol dire usare energie sempre più elevate, ovvero impianti sempre più potenti: se lancio a mano un pallino contro una pesca, probabilmente rimbalzerà, ma se lo tiro con una fionda e quindi con energia più elevata penetrerà nella polpa (anche se sarà respinto dal nocciolo, molto più compatto). Per penetrare nel nocciolo serviranno quindi energie/velocità ancora maggiori; queste dovranno essere ancora più elevate per penetrare (ammesso che siano compositi), nei quark e negli elettroni, cosa che ancora non si è riusciti a fare e infatti continuano ad apparirci puntiformi, anche usando un modo alternativo per capire se le particelle abbiano una struttura oppure siano puntiformi; questa possibilità discende dal fatto che quando un atomo viene colpito da un fotone può succedere che il fotone trasferisca la sua energia all’atomo, i cui elettroni si dispongono in modo diverso, passando ad un livello energetico superiore, per cui l’atomo assume uno stato cosiddetto “eccitato”. Per passare a questo stato un atomo richiede pochi eV; per eccitare il suo nucleo, che è molto più piccolo e compatto, sono necessari svariati milioni di eV e per eccitare un protone, che è ancora più piccolo ed ancora più compatto, ne servono varie centinaia di milioni.
Con questi presupposti, se quark ed elettroni avessero una struttura composta da più elementi, si potrebbe presumere che con qualche miliardo di eV si dovrebbero eccitare, ma anche superando tale soglia gli esperimenti sino ad ora non hanno dato esito, il che potrebbe sottintendere che hanno una struttura interna compatta e non modificabile....
Per comprendere queste apparecchiature è utile:
A)-Considerare i quark e gli elettroni come particelle della materia e
fotoni e gluoni come le particelle leganti; nello specifico i fotoni sono le particelle che
legano gli elettroni al nucleo e i gluoni sono le particelle che legano i quark fra di loro.
B)-Ricordare che l’unità di misura usata per quantificare l’energia in campo subatomico è
l’elettronvolt, sigla eV, con i suoi multipli: KeV (mille elettronvolt), MeV (un milione di elettronvolt), GeV (un miliardo di elettronvolt), Tev (mille miliardi di elettronvolt).
(Non c’è alcun riferimento ai Volt ordinari, basti pensare che 1 GeV (un miliardo di elettronvolt), ha un millesimo dell’energia di una zanzara, anche se quando quantità opportune di eV sono scaricate su una piccolissima particella - protone, elettrone od altro-, assumono capacità sorprendenti.)
C) – Rendersi conto che scandagliare sempre più nel profondo vuol dire usare energie sempre più elevate, ovvero impianti sempre più potenti: se lancio a mano un pallino contro una pesca, probabilmente rimbalzerà, ma se lo tiro con una fionda e quindi con energia più elevata penetrerà nella polpa (anche se sarà respinto dal nocciolo, molto più compatto). Per penetrare nel nocciolo serviranno quindi energie/velocità ancora maggiori; queste dovranno essere ancora più elevate per penetrare (ammesso che siano compositi), nei quark e negli elettroni, cosa che ancora non si è riusciti a fare e infatti continuano ad apparirci puntiformi, anche usando un modo alternativo per capire se le particelle abbiano una struttura oppure siano puntiformi; questa possibilità discende dal fatto che quando un atomo viene colpito da un fotone può succedere che il fotone trasferisca la sua energia all’atomo, i cui elettroni si dispongono in modo diverso, passando ad un livello energetico superiore, per cui l’atomo assume uno stato cosiddetto “eccitato”. Per passare a questo stato un atomo richiede pochi eV; per eccitare il suo nucleo, che è molto più piccolo e compatto, sono necessari svariati milioni di eV e per eccitare un protone, che è ancora più piccolo ed ancora più compatto, ne servono varie centinaia di milioni.
Con questi presupposti, se quark ed elettroni avessero una struttura composta da più elementi, si potrebbe presumere che con qualche miliardo di eV si dovrebbero eccitare, ma anche superando tale soglia gli esperimenti sino ad ora non hanno dato esito, il che potrebbe sottintendere che hanno una struttura interna compatta e non modificabile....