MATERIA DAI FOTONI? (studio O.J. Pike) [ANALISI]

fonte:
http://www.lescienze.it/news/2014/05/19/news/collisione_fotoni_creazione_materia

come spiega l’articolo la reazione diretta vede

e(-) + e(+) -> 2 fotoni (di tipo gamma)

dove

e(-)
è un usuale elettrone negativo, come quello che gira attorno ad un atomo di idrogeno (H), che poi è un atomo che troviamo nella formula dell’acqua (H2O), dove abbiamo due atomi di idrogeno (H) per ogni atomo di Ossigeno (O).

dove

e(+)
è un elettrone con carica positiva, considerato, e detto, antiparticella della anti materia. Infatti la anti materia è simile alla materia, ma di segno opposto come carica elettrica.

Ordinariamente lo scontro di un elettrone e di un positrone (detto anche anti elettrone) produce fotoni.

Vedere l’articolo di wikipedia:
http://it.wikipedia.org/wiki/Annichilazione_elettrone-positrone

(notare che elettrone ed anti elettrone sono -è vero- scomparsi ma è anche vero che si sono trasformati in energia associata ai fotoni .. quindi quando si dice che materia ed antimateria si annichilano si dovrebbe aggiungere che -in realtà- si trasformano al 100% da materia vs energia, anzi è la max forma di trasformazione di materia in energia).

Nella ricerca attuale si è quindi ipotizzato non di produrre fotoni, ma di produrre elettrone e anti elettrone, ma come?

Secondo l’articolo riportato anche da Le Scienze in due passaggi, (vedi figura qui sotto da sinistra a destra in ordine temporale rispetto al fenomeno) in cui non si avrebbe una vera collisione tra fotoni che essendo energia non generano automaticamente materia, ma si attraversano come se fossero non interferenti.

Anzitutto la figura che spiega il processo:

1) passaggio (o prima fase):

cit:
<<Per realizzare la collisione fotone-fotone i ricercatori hanno proposto un processo in due fasi. Nella prima verrebbe sfruttato un potentissimo laser ad alta intensità per accelerare degli elettroni poco al di sotto della velocità della luce nel vuoto (i cosiddetti elettroni ultrarelativistici) per “spararli” contro una sottile lamina d’oro e generare così un fascio di fotoni dotati di un’energia un miliardo di volte superiore a quella della luce visibile.>> (Electron beam vs Gold target, nella figura qui sopra!)

2) passaggio (o seconda fase):

cit: <<Questi fotoni (Gamma-ray photons in fig qui sopra) sarebbero indirizzati in una minuscola cavità (Hohlraum in fig qui sopra) le cui pareti in oro vengono surriscaldate con un altro fascio laser ad alta intensità, così da creare un campo di radiazione termica sufficiente a generare una radiazione elettromagnetica simile a quella di corpo nero. L’interazione di questo campo con i fotoni che lo attraversano innesca il processo di Breit-Wheeler con la creazione di una coppia elettrone-positrone.

Oliver Pike spiega che, una volta avuta l’idea – che sfrutta un uso non tradizionale degli hohlraum, già impiegati nelle ricerche sull’energia da fusione nucleare – hanno potuto svilupparla nel giro di poche ore. Dato però che lui e i suoi colleghi sono fisici teorici, ha rivolto un invito ai fisici sperimentali affinché procedano alla conferma sperimentale: “La gara per realizzare e completare l’esperimento è partita!”>>

Commento:

Come è noto nelle stelle -a causa della forza di gravità data a sua volta dalla enorme massa di una stella- si crea una compressione tra gli atomi che genera la famosa “fusione calda”.
In questa situazione due atomi di idrogeno sottoposti a questa forte compressione si “fondono” e ad esempio da due atomi di idrogeno si forma un solo atomo di elio. La massa che scompare nell’atomo di elio rispetto alla situazione di due atomi di idrogeno produce proprio la conversione massa energia ipotizzata da Einstein dove e=mc^2.

Qui si sta ipotizzando che grazie a una camera riscaldata (ordinaria in cui le pareti sia di oro) si riesca a mettersi in un meta stato in cui i fotoni abbiano un percorso preferenziale a manifestarsi come “elettrone & anti elettrone” anziché i due fotoni iniziali!

La mia opinione è che sono molto scettico che questo possa realizzarsi con una camera ordinaria in cui le pareti siano in oro. Infatti per abilitare le condizioni di innesco il processo di confinamento dovrà avere le caratteristiche di pressione e temperatura di tipo fusione calda, e quindi l’oro fonderebbe.

Sono invece possibilista se si sfrutteranno le conoscenze del confinamento del plasma in fusione calda come già frutto di 50 anni di sperimentazione, anche se tale camera calda andrà riprogettata.

fonte della foto della sperimentazione proposta da O.J.Pike:
http://www.ilpost.it/2014/05/19/esperimento-materia-luce-fotoni-elettroni/

fonte Nature Photonics:
L’assetto sperimentale proposto da O. J. Pike e colleghi – descritto in un articolo pubblicato su “Nature Photonics” – riuscirebbe ad aggirare questo ostacolo e permetterebbe la verifica sfruttando tecnologie già disponibili.

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