Cosa sono le Particelle Quantistiche? Perché hanno Massa? | Le Formule che hanno fatto il Futuro
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- Опубліковано 1 чер 2024
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ROAD TO QUANTUM GRAVITY
La relatività generale, che descrive con straordinaria accuratezza la mutua interazione tra lo spazio-tempo e la distribuzione di energia nell'universo, e la teoria quantistica dei campi, che ci fornisce gli strumenti formali per analizzare tutte le interazioni del mondo microscopico eccetto quella gravitazionale, appaiono drammaticamente contraddittorie.
Quali sono le radici di questo conflitto? Cosa ci insegnano sulla natura profonda del cosmo relatività e meccanica quantistica?
• Road to Quantum Gravity
MECCANICA QUANTISTICA: FONDAMENTI ED INTERPRETAZIONI
Siamo, dopo più di un secolo dall'inizio dell'avventura dei quanti, in grado di conciliare le stranezze del mondo microscopico con le strutture di pensiero del nostro grezzo e limitato cervello da sapiens? Cosa ci dice, in ultima analisi, questa strana scienza novecentesca sulla vita, l'universo e tutto quanto? Di cosa diavolo si occupa la filosofia della scienza?
Forse non abbiamo risposte, ma val la pena di cercare di porre le domande in modo corretto. Lo abbiamo fatto con Daniele Oriti, esperto di gravità quantistica e ricercatore all'Arnold Sommerfeld Center (LMU) di Monaco. Abbiamo parlato di interpretazioni, ovvero significati che possiamo attribuire ai simboli matematici per gettare un ponte più solido tra pensiero e mondo, e fondamenti fisici della teoria. Ne abbiamo cercato, così, il senso nascosto, con l'intento di mettere un po' di ordine nella confusione del caos quantistico. Dunque, abbiamo parlato di fisica e filosofia, di spazio e tempo, di mondo macroscopico e mondo microscopico, di strane costruzioni astratte e di applicazioni tecnologiche come i computer quantistici, di indeterminazione di Heisenberg e funzioni d'onda che collassano, di particelle e di universo su scale astrofisiche e cosmologiche. Insomma: ne abbiamo viste delle belle.
• Meccanica Quantistica:...
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Ciao, Davide! Siccome NON sono il tuo secondo canale, dove ti occupi di documentari con un livello di produzione più alto e tanto lavoro di scrittura (adatto ai più grandi e -perchè no?- anche ai più piccini), posso farti dei complimenti sinceri e al di sopra di ogni conflitto d'interessi!
Un abbraccio.
P.S. Vai a comprare il detersivo
... chi l'ha invitato?
@@SpaziAttorcigliati Ciao, mi potresti linkare il tuo altro canale? non lo trovo :)
@@poseidone5 Primo link in descrizione!
Molto ben fatto. Graditissima una live sulle simmetrie.
Top come al solito.
Grazie mille!
Bellissime live queste!!!
Grazie mille Damian!
Grandissimo 👍
Grazie, Marco!
Molto bello
Grazie, Alessio!
Grazie mille!
Grazie a te!
...dopo la notturna con ufc302, esce questo contenuto col l'Andy Warhol della divulgazione della fisica e del buonsenso, la mia domenica mattina si riempie di contenuti che catturano la mia attenzione, grazie!
Troppo gentile, Christian!
Intanto, davvero GRAZIE!
Eppoi una domanda scioccante,magari, ti ho già fatto ma, sicuramente, ho fatto ad altri divulgatori di fisica.
Non so se è un limite della mia intelligenza o magari, capita: ma ogni volta che sento parlare di relatività speciale e relatività generale,non sono mai sicuro che cosa distingue l'una dall'altra.
Banalmente, adesso, ti risponderei (più che per proprietà verbale che concettuale), che la prima si riferisce ad un sistema inerziale e la seconda si applica ovunque, nell'universo...ma non ne sono sicuro.
😢
Ciao! Spesso si dice che la relatività speciale non possa gestire le accelerazioni, ma questo è assolutamente falso. Purtroppo la divulgazione prende cantonate!
Per quanto riguarda il salto, ci sono diverse cose: l'equivalenza fra campo gravitazionale e deformazioni dello spaziotempo, la covarianza generale, l'indipendenza dal background, il fatto che lo spazio-tempo diventi un oggetto fisico dinamico con le sue equazioni del moto.... Magari ci faccio un video, è un po' troppo per un commento!
@@SpaziAttorcigliati OTTIMA IDEA!
Ciao, interessantissimo, mi vengono due domande. E' possibile che tutta la materia sia generata, come viene a volte ipotizzato nei film di fantascienza, da qualcosa che è in uno spazio multidimensionale a cui non abbiamo accesso ? E' possibile che tutte le formule e dimostrazioni siano frutto di deduzioni matematiche e logiche che combaciano con la realta' o parte di essa ma solo per caso ?
Ciao! Purtroppo, non capisco bene cosa tu intenda…
@@SpaziAttorcigliati provo a spiegarmi meglio, parto dalla seconda domanda. I fisici hanno studiato e dimostrato la struttura della materia fino ad arrivare a ipotizzare e in molti casi a dimostrare l'esistenza di particelle elementari che compongono gli atomi stessi. E' possibile che le teorie , fino ad ora elaborate, siano valide solo sulla carta e danno riscontri nella realta' solo per puro caso ? Ovvero, e' possibile che la teoria sia solo una mera illusione che dimostri matematicamente qualcosa che nella realta' e' completamente diverso ?
@@marsim4150 Grazie per la pazienza, ma continuo a non capire bene la tua ipotesi. Se così fosse, come spiegheresti tutti gli esperimenti che ogni giorno confermano le predizioni sperimentali? Una serie infinita e fortunatissima di coincidenza?
@@SpaziAttorcigliati certo, le dimostrazioni sperimentarli danno la quasi certezza delle ipotesi teoriche. La tua seconda domanda mi fa rifletttere ed in effetti sono d'accordo.
Molto bella e comprensibile la spiegazione del bosone e della rottura delle simmetrie; riesci a trattare in maniera semplice e attraente allo stesso tempo, argomenti difficili e specialistici come questi.
Congratulazioni Davide!
Grazie infinite!
Complimenti per aver reso comprensibile anche a noi umani cose inumane😅
Ma va, è semplicemente stato il mio mestiere per un po’! Ti mando un abbraccio
Scusami mi è venuto un dubbio se E=mc^2 energia e massa sono direttamente proporzionali quindi perché hai detto che grandi energie vuol dire molto piccolo?
Ciao, Leonardo! Stai parlando di due cose molto diverse.
Nel primo caso, E=mc^2 ci insegna che una componente dell'energia è associata alla massa di un corpo (la formula completa qui: en.wikipedia.org/wiki/Energy-momentum_relation ).
Nel secondo, ti stai riferendo al fatto che tanta più energia mettiamo in un esperimento, tanto più piccole sono le scale di lunghezza che siamo capaci di esplorare (anche qui c'è una formula da cui partire per costruirti un'intuizione: en.wikipedia.org/wiki/Planck_relation ).
- L'energia di un corpo è dovuta anche (ma non solo) alla sua massa
- L'energia di sistema fisico è associata a una certa lunghezza d'onda quantistica, che si riduce all'aumentare dell'energia. Questo causa quanto detto sopra!
Sei veramente bravissimo!! Grazie mille per quanto stai facendo! Tommaso
Grazie a te per il bel commento, Tommaso ❤️
Ma dire che il campo di higgs interagendo con gli altri campi da massa alle particelle era troppo semplice 😂😂
Era troppo semplice - e sbagliato. Ciò che produce le masse effettive delle particelle é la rottura di simmetria: a energie abbastanza alte, la simmetria è ripristinata e le masse spariscono, nonostante il campo di Higgs continui tranquillamente a interagire con le altre particelle
Stupendo, tutto stupendamente comprensibile
Mega grazie!
Sempre fantastico!
Grazie mille, Andrea!
Molto bella la puntata, solo una domanda. Non sarebbe a questo punto naturale aspettarsi eventuali spiegazioni dal meccanismo di Higgs per un eventuale collegamento tra teoria quantistica dei campi e relatività generale dal momento che uno produce massa e l'altro ne mostra gli effetti?
Ciao! Non proprio... In relatività generale, scopriamo che QUALSIASI forma di energia è sorgente di campo gravitazionale - la massa, col suo contributo, non ha nulla in più di tutto il resto. Banalmente, lo spazio-tempo non è probabilmente mai stato tanto curvo come nell'universo primordiale, quando la rottura di simmetria del meccanismo di Higgs non aveva ancora avuto luogo!
@@SpaziAttorcigliati Quindi considerare il campo gravitazionale dal punto di vista dei campi quantistici, sarebbe come vedere un campo come quello di Higgs che permea in tutti gli altri campi e crea non solo questi bump di energia negli altri campi ma anche bump nel proprio campo creando i gravitoni?
@@bearake981 Facciamo un passo indietro! Tutti i campi permeano l'intero spazio-tempo, interagendo fra loro in maniere diverse (queste sono le informazioni che trovi nella Lagrangiana) e producendo la ricchezza di fenomeni che osserviamo nel mondo. In questo senso, il campo elettromagnetico, il campo degli elettroni, il campo di Higss e così via sono molto simili. Lo spazio-tempo è una bestia strana: interagisce come fanno gli altri campi, ma ne è anche "il fondamento", l'oggetto su cui sono definiti. Per questo è estremamente difficile scrivere una teoria quantistica dello spazio-tempo: devi farlo senza assumere alcun genere di fondamento, o assumendone uno che ancora non capiamo.
@@SpaziAttorcigliati Molto interessante! grazie
Simpatica esposizione caro professore, se pur con esempi analogici. Dunque si tratta di capire la sostanziale differenza tra campi e annesse particelle. Campo di Higgs e bosone di Higgs: quale differenza? Lei stesso dice:”vi sono in matematica funzioni la cui soluzione non dipende dagli stessi dati; invarianza entro rottura di simmetria”. Ebbene se uno di tali dati ha la proprietà di diminuire tendendo all’infinito, si può ipotizzare che nelle funzione di campo produca massa e particelle; questo dato in una ben nota funzione a simmetria interrotta Lei sa benissimo che esiste (simmetria di Cauchy-Kovalevskaya). Cordialissimi saluti
Ciao Davide, per azzerare la massa di una particella e farla muovere alla velocità della luce occorrono energie molto elevate al fine di ripristinare la simmetria di Higgs, ma non infinite, dunque perchè si afferma che per spingere una particella dotata di massa fino alla velocità della luce occorre energia infinita? In realtà sono necessarie energie enormi , come sopra detto, ma non infinite!
Attenzione! Nella prima parte del tuo commento parli di una particella che ha acquisito massa con la rottura di simmetria legata al meccanismo di Higgs. Per ripristinarla, rimuovendo la massa, devi portare L'UNIVERSO sopra certe energie. Se ne serva infinita o finita, in tal senso, dipende dalla finitezza o meno dell'universo... Nella seconda parte del commento parli di una particella dotata di massa in quanto tale (ipoteticamente, potrebbe non essere dovuta a una rottura di simmetria...): per accelerare quella, avresti effettivamente bisogno di energia infinita!
@@SpaziAttorcigliati Se in un acceleratore fossero raggiunte le energie del campo di Higgs ante rottura di simmetria, le particelle in quell'acceleratore perderebbero massa e viaggerebbero alla velocità della luce? Probabilmente mi sto confondendo! Complimenti vivissimi per la tua bravura divulgativa e la tua competenza.
Ma si trovano come poscast queste puntate??? Sarebbe molto bellino!
Purtroppo no! Ci penso, magari mi invento qualcosa… per il momento, però, preferisco concentrarmi su UA-cam e crescere qui!
grazie
Divulgare la fisica non è mai semplice, specie a questi livelli. Pensi che un giorno si possa fare in Tv 📺 o certi argomenti sono destinati.....al solo pubblico "adulto"? 😅
Certo che si può! Basta che qualcuno ci metta gli investimenti necessari…
Bellissime queste tue dirette. Chiare e chiarificatrici. Ho una domanda: Ma cosa, o quale processo, fornisce energia ai vari campi affinchè non siano nel loro stato di minima energia ma si "creino" le varie particelle elementari?
A meno della presenza della costante cosmologica, che ancora non capiamo a fondo e che sembra pompare energia nell’universo, si tratta di energia che è in circolazione da sempre, scambiata fra i campi!
@@SpaziAttorcigliati Grazie!
Buongiorno. Veramente un ottimo video, con spiegazioni semplici e comprensibili. Non vedo l'ora di vedere uno simile sulle simmetrie e magari anche uno sulle teorie piu accreditate sulla gravità quantistica, stringhe , loop, gravastar ecc.
Una domanda, la Loop Quantum Gravity richiede l'esistenza del gravitone o si basa su altre cose ??
Di nuovo, i miei complimenti sull'ottimo lavoro di divulgazione.
👋👋👋
Molto bravo nella tua divulgazione Davide! Ti faccio però la domanda delle domande: quanto siamo confidenti che la realtà sia davvero costituita da tutti questi oggetti che fanno parte del modello standard? Perché, essendo un oggetto matematico, quindi una "nostra" creazione, abbiamo la certezza (per ora) che riesca a rappresentare (quasi) tutta la realtà. Ma trattasi comunque solo di un modello, di uno strumento. Non so se sono riuscito a rendere il senso della domanda...
Spiegazione magistrale della teoria quantistica dei campi! 💚
Buongiorno
A lei
Certo che la definizione di "campo" può sembrare una spiegazione ma in realtà in cosa consista l'essenza del campo... resta ignoto.
i " campi" non potrebbero ricordare il vecchio " etere " ? ,naturalmente mutatis mutandis.
Ciao! Al di là del fatto che si tratta di oggetti che permeano l’universo, non hanno troppissimo in comune. L’etere era un ipotetico mezzo di propagazione delle onde elettromagnetiche - introducendo il campo, perdi questa distinzione
@@SpaziAttorcigliati molte grazie per la chiara risposta.
Domanda. Qual'è il video più "tecnico" di cui parli durante questa conversazione?
Ecco qui ua-cam.com/video/6rWS-mWJb_k/v-deo.htmlsi=Ahi9Pt52-Jyk0gj5
@@SpaziAttorcigliati grazie mille
@@SpaziAttorcigliati Se posso vorrei farti una domanda. Seguendo ila tua spiegazione , mi pare di aver capito che negli istanti che hanno preceduto la rottura della simmetria , l' universo si trovata in un stato maggiormente "energetico". Questo stato di cose era dovuto ad una maggiore concentrazione di energia in un universo di dimensioni più piccole rispetto a quelle che misuriamo oggi ? E se si, quella stessa energia è attualmente conservata , ma dispersa in un universo più grande? Perdonami per tutte le sciocchezze , che sicuramente avrò detto in questa domanda.
Grazie
@@alessiomanzorra6815 Ciao! Mi sembra che tu abbia capito bene. L'unica cosa di cui non siamo certi è che l'energia dell'universo, globalmente, si conservi... dipende un po' dall'origine della costante cosmologica!
Questa teoria dei campi è pazzesca... In sostanza la nostra realtà è fatta di intrecci e interazioni tra questi "stagni" e come in una grande orchestra, dove ogni strumento suona con la sua frequenza e cadenza, ma alla fine il risultato è una sinfonia. Manca solo di sapere chi è il direttore!
E ci pervadono tutti indifferentemente. Più fraterni e uguali di così non potremmo essere
Quindi la massa si crea dalla mancanza di simmetria?
Dalla rottura di simmetrie!
???????????????????????????
Non si può guardare pieno di pubblicità.
Mi spiace che la cosa la turbi, ma la invito a considerare il fatto sta guardando gratuitamente un video che ha richiesto tanto, tanto, tanto studio e tempo a chi l’ha prodotto. Le pubblicità rendono questo possibile - quasi.
La realtà è creata dalla nostra coscienza (Wigner, Von Neumann) o creata dall' unione fra universo e nostra coscienza (Wheeler). Dunque non esiste una realtà oggettiva (è idea naif).Le equazioni, il tempo ecc, sono ciò che vediamo Noi , non quello che esiste davvero come realtà oggettiva.Non serve unificare relatività e meccanica quantistica.Rimane il fatto che ogni nostra teoria è fatta per noi, non è la realtà oggettiva. Noi siamo già in una sotto dimensione precisa, generata dalla ns coscienza.