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 Buchi neri al CERN

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Fausto
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MessaggioOggetto: Re: Buchi neri al CERN   Dom Giu 24, 2007 6:39 pm

Admin ha scritto:
Admin ha scritto:
Fonte: http://newton.corriere.it/PrimoPiano/News/2006/12_Dicembre/4/buchi_neri.shtml

Stephen Hawking, il più grande esperto al mondo di buchi neri, lo ha previsto a pagina 14 di questo numero: c’è una probabilità di 1 a 20 che tra pochi mesi si possano produrre buchi neri in laboratorio.
I voracissimi «inghiottitoi» che divorano tutto quanto se ne sta in giro dalle loro parti erano stati finora confinati dagli scienziati a distanze cosmiche di sicurezza: il più vicino è al centro della nostra Galassia, a 26.000 anni–luce da noi, e quando finirà (forse) per succhiare tutta la materia della Via Lattea compresa la sua inquilina di periferia, la Terra, noi non saremo da un pezzo più qui a preoccuparcene.

La previsione di Hawking, condivisa da molti altri scienziati, li sposta invece molto più vicino. E precisamente accanto alle montagne del Giura, la catena montuosa tra Svizzera e Francia che ha dato il nome all'epoca d’oro dei dinosauri, il giurassico. Lì, a circa 100 metri sottoterra, c’è una specie di dinosauro circolare di metallo lungo 27 chilometri sul quale i tecnici del Cern di Ginevra ora stanno montando gli ultimi componenti.
È il Large Hadron Collider, LHC, il più potente acceleratore di particelle mai realizzato. Entrerà in funzione l'anno prossimo, facendo scontrare adroni, cioè protoni e antiprotoni, accelerati alla velocità della luce fino a raggiungere energie di 7 TeV. In altri termini, ciascuno dei due fasci di adroni che ruotano nell'anello di LHC in senso opposto avrà un’energia di circa 350 Megajoule (350 milioni di joule), la stessa di un Eurostar da 400 tonnellate che viaggia a 200 chilometri all'ora, sufficiente nel nostro mondo macroscopico a far fondere di colpo mezza tonnellata di piombo.
La differenza, nel mondo ultramicroscopico delle particelle, è che questa energia viene confinata in dimensioni infinitesime. Viste le energie in gioco, raggiunte dall’universo solo nei suoi primissimi istanti della sua esistenza, un trilionesimo di secondo dopo il Big Bang, Hawking e gli altri scienziati ritengono assolutamente possibile che si possano creare buchi neri all'interno di LHC, al ritmo di uno al secondo. E nessuno potrà sottrarsi all’idea di immaginare titoli di giornale quali: «Buco nero artificiale fugge dal laboratorio e divora Ginevra».

Gli addetti ai lavori però sdrammatizzano. Quasi tutti. Ma non si era detto che per fare un buco nero occorrevano masse gigantesche, tanto che neppure il nostro Sole si sarebbe mai potuto trasformare in uno di questi aspirapolvere cosmici?
«Dal punto di vista dell'astrofisica è vero», confermano i fisici francesi Aurélien Barrau e Jules Grain dell’Università Joseph Fourier di Grenoble in un lavoro pubblicato dalla rivista scientifica dello stesso Cern. «Nel cosmo si possono formare solo buchi neri di masse svariate volte quella del nostro Sole. Ma ora si ritiene possibile creare buchi neri microscopici anche negli acceleratori di particelle».
In effetti, questa eventualità non contraddirebbe la Teoria della Relatività generale di Einstein.

Qualsiasi corpo può diventare un buco nero, se si ha la possibilità di comprimere la sua massa a livelli inverosimili: la Terra dovrebbe occupare lo spazio di una biglia e anche un essere umano (o ciò che ne resterebbe) potrebbe avere questa sorte, se la sua massa venisse ridotta nella dimensione di un elettrone.

La prospettiva di creare buchi neri in laboratorio, tuttavia, non era mai stata presa in considerazione fino a pochi anni fa. Si riteneva che per creare mini buchi neri in un acceleratore occorresse una massa non inferiore a 10 microgrammi, quella di un granello di polvere. Ma per crearla attraverso lo scontro di particelle sarebbe stata necessaria un’energia di 10 milioni di miliardi di Teraelettronvolt, ottenibile solo in acceleratori grandi come tutta la Via Lattea.
Quindi, nessuno, giustamente, si preoccupava di una simile eventualità. Ma le nuove teorie sull’esistenza di altre dimensioni nell'universo, rivelabili solo a piccolissima scala, fanno ora ritenere possibile produrre mini buchi neri in acceleratori con energia di alcuni Teraelettronvolt. «I 14 Teraelettronvolt che si sviluppano nel centro di massa–energia di due particelle che si scontrano in LHC possono trasformare l’acceleratore in una fabbrica che produce un buco nero al secondo», confermano i fisici francesi.
E ci si pone allora la domanda: c’è il rischio che questi 86.400 mini buchi neri prodotti ogni giorno possano cominciare a mangiare l’acceleratore un protone dopo l'altro e poi piano piano inghiottire Ginevra, la Svizzera e in ultimo tutto il Pianeta? La domanda non è una semplice provocazione giornalistica.
Gli scienziati se l’erano già posta nel 2000, quando negli Stati Uniti iniziò a funzionare l’acceleratore RHIC, con energie però molto inferiori a LHC. Tanto che Robert Jaffe, fisico teorico del Mit di Boston, affermò che i timori legati alla formazione dei buchi neri «devono essere presi in seria considerazione ogni volta che uno strumento apre una nuova frontiera di energia».

Lo stesso Cern, al momento di varare il progetto LHC, ha istituito una commissione di esperti proprio per valutare tutti i possibili rischi legati agli esperimenti che arriveranno a livelli di energia mai raggiunti prima in un laboratorio. E i risultati sono tranquillizzanti. «Abbiamo considerato», dice il rapporto finale della commissione, «tutti gli oggetti potenzialmente pericolosi che potrebbero essere teoricamente prodotti da LHC, fra cui i buchi neri. Non abbiamo trovato alcuna ragione plausibile di rischio». Resta da chiedersi, allora, perché i buchi neri artificiali sarebbero così mansueti.
Stephen Hawking ha la risposta pronta: i mini buchi neri vivrebbero al massimo per un centomilionesimo di miliardesimo di miliardesimo di secondo e poi evaporerebbero senza alcun danno. Sa bene di cosa sta parlando perché la teoria in base alla quale i buchi neri possono evaporare emettendo energia è sua. E risale addirittura agli anni ’70.

È una teoria che ha reso gli scienziati molto più ottimisti sul futuro dell'universo. Prima di allora si riteneva che un buco nero avrebbe continuato a divorare la materia intorno a sé, aumentando sempre più le proprie dimensioni, fino a che nell’universo non sarebbe rimasto più nulla da mangiare. Il cosmo si sarebbe trasformato in un solo, enorme buco nero.
La possibilità di evaporare, invece, non solo rende i buchi neri più «umani», soggetti anch’essi alla vita e alla morte, ma allontana l’eventualità che quelli creati in laboratorio possano fare danni. E comunque, spiega a Newton Massimo Giovannini, fisico teorico del Cern, «le energie raggiunte da LHC non sono sufficienti alla formazione di buchi neri stabili».
C’è quindi, secondo lo scienziato, una «barriera di protezione» fisica che LHC non è in grado di sfondare. «Noi fisici», prosegue Giovannini, «siamo tutti convinti della teoria di Hawking.
Il fenomeno che conduce all'evaporazione dei buchi neri si fonda sulla nostra conoscenza della Relatività Generale e della Meccanica quantistica e in questo senso possiamo dire che l’evaporazione dei buchi neri è una certezza». Le teorie scientifiche, così, sdrammatizzano.
Ma paradossalmente, la creazione dei mini buchi neri in LHC sarà proprio il mezzo per capire se queste teorie funzionano. E anche molto di più.

Per questo gli scienziati sono così eccitati. Per la prima volta si potrebbe dimostrare sperimentalmente la teoria della gravità quantistica, dato che i mini buchi neri sarebbero le più piccole strutture possibili nello spazio–tempo, tali da permettere il verificarsi degli effetti della gravità quantistica, teoria che molti considerano come l'unica che potrà condurre all’unificazione delle quattro forze fondamentali della natura. Per la fisica sarebbe un traguardo eccezionale.
Per Stephen Hawking vedere un buco nero evaporare, come da lui predetto, sarebbe il coronamento di tutta la sua vita da scienziato. Speriamo che abbia ragione.

di Giovanni Siniscalchi (ha collaborato Paola Catapano)


01 dicembre 2006

COMMENTO PERSONALE ALL'ARTICOLO:

Basandoci unicamente sulle previsioni di Hawking,in teoria non dovremmo preoccuparci di nulla;in quanto tali mini-buchi neri si “auto-distruggerebbero” (per effetto della “radiazione di Hawking”), “evaporando” in circa 10^-42 secondi.
Ciò che invece mi preoccupa,sono le considerazioni di Penrose sull’esistenza proibita dei buchi bianchi, a causa dell’ipostesi della curvatura di Weyl.
Secondo Penrose: “(…) tale ipotesi [curvatura di Weyl] introduce nella discussione un’asimmetria rispetto al tempo che non fu presa in considerazione da Hawking.Si dovrebbe sottolineare che,poiché i buchi neri e le loro singolarità spaziotemporali hanno in effetti una parte importante nella discussione di ciò che accade all’interno della scatola di Hawking,è certamente in gioco la fisica ignota che deve governare il comportamento di tali singolarità. Hawking adotta il punto di vista che questa fisica ignota dovrebbe essere una teoria della gravità quantistica simmetrica rispetto al tempo,mentre io sostengo che essa è la GQC (gravità quantistica corretta […secondo Penrose] )”.
Credo che il pensiero di Penrose si possa riassumere in questi termini:
Siccome tutto il castello fisico-matematico costruito da Hawking attorno al concetto di "buco nero",implica anche l'esistenza dei cosiddetti "buchi bianchi",mettendo in discussione la possibile esistenza di questi ultimi, implicitamente metteremmo in discussione anche quella dei buchi neri; il chè farebbe crollare,su tale argomento, l'intero castello fisico-matematico di Hawking.In teoria quindi potrebbero anche esistere gli ormai famosi buchi neri,ma ciò comunque non implicherebbe che debbano forzatamente obbedire alle leggi di Hawking...e ciò ovviamente,dovrebbe preoccupare chiunque.

Riflettendo sulle “obiezioni” di Penrose,credo che a tal proposito,sarebbe interessante uno studio della struttura interna di un Buco Nero non statico in teorie non-lineari della gravitazione. Una simile indagine sarebbe motivata
dal fatto che modificazioni profonde della lagrangiana di Einstein-Hilbert intervengono vicino alla scala di Plank per generare contributi non lineari nello scalare di curvatura e nel tensore di Weyl. Occorrerebbe quindi eseguire una classificazione delle soluzioni stabili di tipo Buco Nero,con particolare riferimento alla struttura della singolarità presente nell’orizzonte di Cauchy.

ALCUNE CONSIDERAZIONI "TECNICHE" SUL BOSONE DI HIGGS:

Si presume che se esso ha una massa di 220 GeV,lo si troverà di certo nel Large Hadron Collider (LHC) del CERN.
Di fatto,una luminosità integrata di soli 10^4 picobarn inversi sarà sufficiente per trovare il bosone di Higgs;ciò significa che basterà una luminosità molto più modesta di quella prevista dai costruttori dell'LHC.
I progetti inerenti all'LHC del CERN,mirano ad aumentare le energie di collisione fino a raggiungere la fascia dei Tera elettron Volt (10^12 eV),alla ricerca di prove della supersimmetria,del top quark e dell'ormai "famigerato" bosone di Higgs (tutte componenti del modello standard della fisica delle particelle elementari).
Secondo J.D.Barrow comunque,anche le energie che ci si aspetta di raggiungere all'LHC sono ancora al di sotto di un fattore di circa un milione di miliardi per raggiungere le energie necessarie per controllare sperimentalmente lo schema di una quadruplice unificazione,proposto da una "Teoria del Tutto".

A mio avviso,
se il bosone di Higgs non verrà identificato neppure nei prossimi esperimenti all'ATLAS (l'apparato all'interno dell'LHC del CERN),ciò non creerà alcun imbarazzo per i fisici che da diversi decenni ormai stanno cercando di rilevarlo.È vero che alcuni esperimenti compiuti nel corso dell'ultimo decennio, hanno cominciato a limitare notevolmente lo spazio parametrico per questa particella, ma finorà non è mai emerso nessun risultato significativo.
A ben vedere,la teoria che descrive tale particella scalare con spin nullo (ovvero il bosone di Higgs),ad un livello assai profondo soffre di gravi problemi formali.Uno di questi (...forse il peggiore),è che le particelle scalari sono notoriamente sensibili alla nuova fisica che potrebbe subentrare a scale di energia molto alte (come quelle che verranno utilizzate nel progetto ATLAS,rimanendo nello specifico).Se le forze: forte,debole ed elettromagnetica sono unificate ad una certa scala-livello di energia,e il bosone di Higgs diventa parte di una struttura maggiore, diventa virtualmente impossibile mantenere "leggera" la particella scalare quando le particelle ad essa affini diventano "pesanti".Nel modello standard non è possibile preservare la gerarchia delle scale in alcun modo naturale.
Tutto comunque si verrebbe a risolvere con l'introduzione,a tal punto,del concetto di supersimmetria. Ogni bosone e ogni fermione in una coppia supersimmetrica danno lo stesso contributo alla massa efficace del bosone di Higgs,ma il loro contributo è di segno opposto.In ultima analisi quindi,gli effetti di tutte le particelle virtuali (dei fermioni e dei bosoni),si annullano facendo sì che la massa del bosone di Higgs non risenta dell'influenza della fisica a scale di energia più alte.Rimane comunque a questo punto un problema di fondo:
Se le particelle ordinarie vengono divise in massa dalle loro partner supersimmetriche,viene a mancare il meccanismo con cui le une e le altre si annullano nel calcolo degli effetti delle particelle virtuali sulla massa di Higgs.Senza addentrarmi in ulteriori dettagli tecnici,tirando le somme,è possibile giungere all'idea che la scala di energia a cui i partner supersimmetrici della materia ordinaria dovrebbero esistere,non può essere molto più alta della scala della rottura di simmetria dell'interazione debole.
Con i futuri esperimenti al CERN,sarà quindi possibile stabilire una volta per sempre, la fondatezza o meno del modello supersimmetrico,ipotizzato già agli inizi degli anni '70.


Sul sito ufficiale del "Progetto ATLAS" (http://atlas.ch/),è possibile
vedere un filmato realizzato dall'INFN in cui vengono spiegati (a grandi linee), gli obiettivi principali di tale progetto.
Il filmato si trova a questo link: http://www.lnf.infn.it/media/video/atlas.html (la seconda metà del filmato è quella più interessante).
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cincin



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MessaggioOggetto: Re: Buchi neri al CERN   Lun Nov 24, 2008 10:50 am

E' più grave di quanto si pensava, il danno all'acceleratore del Cern, e la sua ripresa è prevista non prima dell'estate prossima; il danno è di almeno 21 milioni di dollari.

Ancora un rinvio
Un danno da 21 milioni di dollari. Dal Cern fanno sapere che l'acceleratore non ripartirà prima della prossima estate

È peggio di quanto sembrasse. Riparare il danno al Large Hadron Collider (Lhc) richiederà un po' più di tempo del previsto (vedi Galileo): è difficile che la macchina possa ripartire prima della prossima estate e serviranno almeno 21 milioni di dollari.

Il guasto all'acceleratore di paticelle più potente del mondo si era verificato il 19 settembre scorso, ovvero nove giorni dopo l'avvio. Durante alcuni test di potenza del settore 3-4, c'è stata una consistente fuoriuscita di elio che si è riversato nel tunnel. I primi controlli hanno confermato che l'incidente è stato provocato da un difetto nella connessione elettrica tra un dipolo e un quadripolo di un supermagnete di raffreddamento. Lhc opera infatti a temperature che scendono fino a 271 gradi sotto lo zero e i tecnici hanno dovuto aspettare che la zona interessata dal guasto si riscaldasse in modo graduale. “Ora il settore è caldo: siamo in grado di recarci fisicamente sul posto e analizzare ogni interconnessione”, fanno sapere dal Cern. Che conferma che il costo per la riparazione ricade nel budget previsto (qui per informazioni dettagliate sul guasto). (t.m.)


http://www.galileonet.it/news/10824/ancora-un-rinvio
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MessaggioOggetto: Re: Buchi neri al CERN   Dom Ago 23, 2009 12:09 pm

Un aggiornamento sulla ripartenza dell'LHC dopo la rottura del settembre scorso, anche se ripartirà alla metà dell'energia prevista, e questo perchè i manicotti (circa 80 su 10.000) che proteggono i superconduttori nei loro punti di congiunzione, sono difettosi, e questo potrebbe portare a fondere i superconduttori.

7, non 14, e facciamoceli bastare: è quanto hanno deciso i fisici del CERN, quando hanno stabilito che il Large Hadron Collider (LHC) verrà riacceso in novembre, dopo più un anno di riparazioni e verifiche. Anche se dovrà funzionare solo alla metà dell’energia per la quale era stato progettato.
Con i suoi 27 chilometri di lunghezza, nel tunnel sotterraneo a cavallo fra la Svizzera e la Francia, vicino a Ginevra, l’LHC è la più ambiziosa fra le imprese della fisica sperimentale. Nelle speranze dei suoi progettisti dovrebbe scoprire il bosone di Higgs, la particella che determina la massa di tutte le altre, ma anche rivelare la natura della misteriosa materia oscura, e forse perfino dimostrare l’esistenza di altre dimensioni. Per riuscirci, deve far scontrare fasci di particelle ad altissima energia: 14 TeraelettronVolt (TeV), da confrontare con i 2 TeV dell’acceleratore del Fermilab, lo strumento statunitense in concorrenza diretta con l’LHC.
Dopo anni di attesa, dopo sforamenti dei preventivi, perfino dopo un’assurda polemica sui pericoli degli esperimenti, finalmente nel settembre del 2008 il grande acceleratore è stato acceso, con grandi festeggiamenti e ampia copertura mediatica. Alcuni giorni dopo, il 19 settembre, durante un test... si è rotto. La fusione della connessione fra due cavi superconduttori percorsa da 9.000 Ampère di corrente ha provocato il rilascio esplosivo dell’elio liquido usato come refrigerante. Risultato: macchina ferma a tempo indeterminato. Nei mesi scorsi si sono susseguiti i rinvii della riaccensione. Finalmente, pochi giorni fa, è stato dato l’annuncio almeno del periodo che, almeno per ora e salvo nuovi imprevisti, dovrebbe essere definitivo: novembre 2009. Adesso però arriva la comunicazione che sì, l’acceleratore ripartirà, ma con un’energia pari solo alla metà di quella prevista. Cioè 7 TeV e non 14.
Stavolta l’inghippo non sta nei superconduttori, ma nei manicotti di rame che li proteggono nei punti di congiunzione. Quando i superconduttori si surriscaldano, smettono di condurre corrente senza resistenza. La corrente dovrebbe essere deviata nei manicotti. Ma alcuni, si scopre ora, sono difettosi: circa 80 su 10 mila. Ne consegue che la corrente potrebbe continuare a percorrere i superconduttori, fondendoli. Meglio evitare. I fisici hanno calcolato la corrente massima che può attraversare i manicotti difettosi, da cui hanno ricavato l’energia massima che, in sicurezza, può essere raggiunta dall’LHC. Solo 7 TeV, appunto. Che fare?
Certo, non è proprio il massimo, ma anche 7 TeV non sono pochi. Parecchi di più di quelli del Fermilab, se non altro. E c’è comunque la speranza che tanta buona fisica possa essere fatta anche con questa limitazione. Senza contare che, anche a basso regime, si può sempre verificare il funzionamento della macchina e calibrare i rivelatori delle particelle che emergeranno dallo scontro fra i fasci. E poi la cautela è sempre consigliabile: come ha spiegato alla rivista “New Scientist” Greg Landsberg, fisico della Brown University americana che collabora alle ricerche con il rivelatore CMS, “quando impari a guidare non ti lanci a 100 all’ora su un tornante, ma vai pianino in un parcheggio”.
E poi? Poi i fisici del CERN impareranno a guidare, e i meccanici metteranno la loro macchina in condizioni tali da affrontare anche i tornanti di montagna. Fuor di metafora, nel 2010 gli scienziati sperano di raggiungere i 10 TeV. E per arrivare a 14... beh, c’è tempo. Due anni? Forse tre? Ancora non lo sa nessuno: ci sono soltanto stime provvisorie. D’altronde, se non si comincia, non si arriva da nessuna parte.


Fonte: http://plus.cdt.ch/eureka/energia/9686/solo-meta-dell-energia-per-l-lhc.html
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Claudio Sauro



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MessaggioOggetto: Buchi neri subatomici   Mer Ott 21, 2009 8:22 pm

Ma sinceramente Fausto io ti dirò che sono molto scettico relativamente alla creazioni di buchi neri in assenza di massa.
A quale forza dobbiamo invocarci?
Sappiamo che l'atomo ha una forza gravitica infinitesimale, una forza elettrica ( che può attrarre solo cariche opposte), una forza di interazione forte che tiene unite nel nucleo le forze della stessa carica, ed una forza di interazione debole.
Sappiamo però che anche la forza di interazione forte, non è poi tanto forte dal momento che molto spesso si lascia sfuggire i nucleoni che hanno la stessa carica.
Non è possibile che Stephen Hawking si sia sbagliato e si sia mosso su basi esclusivamente teoriche.
Ma più ancora mi chiedo come potranno stabilire il perchè è un buco nero una subparticella che ha la vita di un miliardesimo di milionesimo di secondo.
E' una cosa che sinceramente ni lascia molto perplesso!
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Fausto
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MessaggioOggetto: Re: Buchi neri al CERN   Mer Ott 21, 2009 10:31 pm

Caro Claudio,
forse non ti è ancora ben chiara una cosa;
ossia quanto noi "addetti ai lavori", siamo ignoranti in materia,visto che da mezzo secolo a questa parte, continuiamo a sfornare nuove teorie (sulle quali ci si potrebbe speculare quasi ad infinitum) senza avere la più pallida idea di come realmente la natura "faccia il suo gioco". Se non potessimo sempre verificare tutto tramite la sperimentazione, a quest'ora staremmo ancora a contemplare il modello atomico di Democrito. Il grande Alfred North Whitehead una volta disse:"Non c'è errore più comune di quello di presumere che,siccome sono stati effettuati calcoli matematici lunghi e accurati,l'applicazione del risultato a qualche realtà naturale sia assolutamente sicura".
Detto ciò,aggiungo inoltre che dopo aver letto il libro di Frank J.Tipler:"La fisica dell'immortalità (Dio,la cosmologia e la Resurrezione dei morti)",ormai non c'è più nulla che possa meravigliarmi più di quel tanto,in seno alle interminabili teorie e ipotesi che ogni anno compaiono un po'ovunque (persino su Physics Letters),firmate da coloro che vengono considerati dai "comuni mortali", i più "esperti" in materia; concordo quindi pienamente col pensiero di Michael Duff:"La fisica tende a seguire le mode, e i guru della scienza indicano la direzione verso la quale debbono andare le idee".

Un caro saluto :-)

PS:
Le grandi scoperte non si fanno giocando con l'algebra e con i numeri,ma si fanno giocando con ciò che ci sta attorno ...un po' come fanno i bambini nei loro primi anni di vita.

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MessaggioOggetto: Re: Buchi neri al CERN   Gio Nov 26, 2009 6:12 pm

Nelle teorie di Grande Unificazione, il comportamento tra particelle e interazioni gravitazionali, è indubbiamente ancor oggi il più enigmatico e discusso “capitolo” delle storia della fisica delle alte energie ( e questo a causa della grande differenza nella scala delle forze, in cui ovviamente la Gravità “la fa da padrona”). In genere si presume che in vicinanza della scala di Planck, la Gravità dovrebbe assumere dei valori simili alle altre forze; andando così a ristabilire un determinato ordine in grado di dar forma a una possibile teoria di Grande Unificazione.
Le varie incognite, in relazione all’evoluzione e al tempo di vita dei mini buchi neri (o buchi neri di Planck) che con molta probabilità si formeranno durante gli esperimenti con il LHC, sono quindi dovute alla nostra attuale incapacità di conciliare la fisica delle particelle ad alte energie , con la Relatività Generale.
Le uniche speranze di poter comprendere qualcosa in più rispetto alle nostre attuali conoscenze, possiamo attualmente riporle (a mio avviso), solo nella Teoria delle Stringhe; l’unica in grado di darci qualche indicazione di come potrebbe effettivamente comportarsi la Gravità su scale prossime a quella di Planck (anch’essa comunque con tutte le sue lacune, che in questa sede non sto a spiegare). Sembrerebbe infatti che le dimensioni extra (previste appunto dalla Teoria delle Stringhe), siano responsabili della “Gravità debole” (quella che tutti conosciamo,perchè appartiene alla nostra realtà fisica). Se quindi tali dimensioni extra sono in grado di possedere delle “qualità proprie”, ciò avrebbe delle ripercussioni sull’evoluzione delle masse di Planck (mini buchi neri)...nel senso che potrebbero tendere a ridursi ulteriormente, in quanto a volume. Il problema sta quindi nel non sapere assolutamente come potrebbe comportarsi un simile mini buco nero, di dimensioni ridotte.
Recenti studi hanno dimostrato (a livello teorico) che il modello (termodinamico) di Bekenstein-Hawking-Page dei mini buchi neri (adattato al Modello Standard) si rompe vicino alla massa di Planck, per il fatto che predice singolarità prive di orizzonti e una curvatura infinita di cui non si conoscono neppure le conseguenze. Su scale prossime a quella di Planck, è assai probabile quindi che, sia la Gravità Generale che la Meccanica Quantistica, si “rompano”.
In tali studi (basati sempre sul modello termodinamico), si è avanzata anche l’ipotesi che la Gravità possa accrescere (come forza) , solo quando le temperature dei mini buchi neri in fase di evaporazione, tendono ad infinito. Questa recente analisi quindi, in un certo qual senso regolarizza il processo di evaporazione (liberandolo dal problema degli infiniti fisici) e lo fa apparire come l’unica condizione possibile qualora vengano a crearsi dei mini buchi neri. Una simile evaporazione inoltre, possiede tradizionali proprietà termodinamiche (dopo un apparente cambiamento di fase) e probabilmente conserva le informazioni.
Anche se tali analisi si discostano sostanzialmente dalla Teoria delle Stringhe,c’è di buono almeno che vanno a parare sempre nella medesima direzione (ed escludono totalmente l’accrescimento di Bondi); ossia quella in cui per qualsiasi nuovo stato della materia si dovesse scoprire al di sotto della massa di Planck, esso avrà sempre comunque lo stesso comportamento (quello ordinario delle particelle elementari, che in ultima analisi quindi, seguono il Principio di Indeterminazione di Heisenberg). I mini buchi neri che si creeranno all’interno del LHC, con estrema probabilità apparterranno quindi alle classiche dimensioni (3D + t) della nostra realtà fisica ...ed evaporeranno, con altrettanta estrema probabilità, in circa 10^-42 secondi.

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alessandro albor



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MessaggioOggetto: Re: Buchi neri al CERN   Sab Nov 28, 2009 7:28 pm

II nuovo metodo per creare un piccolo buco nero di dimensioni quantiche. che consenta ai ricercatori di comprendere meglio ciò che il fisico Stephen Hawking ha proposto più di 35 anni fa:

i buchi neri non sono totalmente privi di attività, emettono fotoni, che ora è conosciuta come radiazione di Hawking.

Hawking dimostrò che i buchi neri irradiano energia, secondo uno spettro termico, i suoi calcoli erano basati su presunzioni circa la fisica delle ultra-alte energie e della gravità quantistica.

Perché non possiamo ancora prendere le misure dei veri buchi neri, abbiamo bisogno di un modo per ricreare il fenomeno in laboratorio, al fine di studiarlo, di convalidarlo.

Un campo magnetico pulsato sulla linea di trasmissione a microonde che contiene una vasta gamma di dispositivi di superconduttori ad interferenza quantistica, o “SQUIDS” - calamari -, non riproduce solo la fisica analoga a quella di un buco nero che essa irradia, ma lo fa in un sistema in cui l'alta energia e quantum di proprietà meccaniche, sono ben chiari e possono essere direttamente controllati in laboratorio.

Così, in linea di principio, questa configurazione consente l'esplorazione dei Quantum analogici degli effetti gravitazionali.

Possiamo anche modificare la forza del campo magnetico applicato, in modo che la matrice dello SQUID può essere utilizzato per sondare le radiazioni del buco nero al di là di quello che erastato considerato da Hawking.

Questa non è la prima proposta d'imitazione del buco nero.

Altri schemi di riferimento proposti, hanno pensato di utilizzare i flussi supersonici del fluido, condensati di Bose-Einstein ultrafreddi e non lineari dei cavi in fibra ottica.

Tuttavia, la prevista radiazione di Hawking in questi sistemi è estremamente debole, o altrimenti mascherate dalle radiazioni comuni a causa del riscaldamento inevitabile del dispositivo, rendendo la radiazione di Hawking molto difficile da rilevare.

Oltre ad essere in grado di studiare gli effetti di riferimento della gravità quantistica, la nuova teoria dello SQUID, la proposta base, può essere un metodo più semplice per rilevare la radiazione di Hawking.

Codesta teoria è bastata su gli studi fatti da Alexander Rimberg a Dartmouth e di Eyal Buks del Technion di Haifa, Israele.
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MessaggioOggetto: Re: Buchi neri al CERN   Oggi a 7:36 am

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