L’Antimateria e gli Universi Alternativi
Quando in un film di fantascienza di serie B non si sa che cazzo fare per mettere a posto una situazione complicata, ci si puo’ sempre giocare il jolly dell’antimateria. Diciamoci la verita’, chi cacchio si e’ mai posto veramente il problema di verificare cosa sia veramente questa antimateria? Nella migliore delle ipotesi uno s’immagina una specie di roba radioattiva, che a toccarla si rischia di scottarsi. In realta’ le cose stanno un po’ diversamente. Per spiegarlo devo partire da lontano e chiamare in causa i marziani. Ok, ho appena detto che l’antimateria non c’entra nulla con i film di fantascienza di serie B, ma i marziani mi servono per fare una metafora, solo dopo esce in mezzo l’antimateria. Capito?
La prima cosa da chiederci e’ quale sia la destra e quale la sinistra. Si, le lauree, si ho anche la patente, pero’ non parlo della nostra destra e della nostra sinistra. Come fisico penso in grande. Parlo della destra e della sinistra nell’universo. Immaginiamo di parlare al telefono con un marziano. Il marziano non sa nulla di noi e non puo’ vederci. Inoltre noi non possiamo spedirgli nulla. Insomma, ci dobbiamo arrangiare solo con le parole. (Certo, ammetto che questa idea di parlare al telefono con un marziano e’ un po’ na’ strunzata. Chi si e’ preso la briga di stendere il cavo tra la Terra e Marte? Come si e’ risolto il problema della distanza variabile in funzione delle orbite? E perche’ non ci siamo fatti un videofonino a 49 euro con 500 euro di sms inclusi da spedire in due giorni? Lasciamo perdere.).
Dopo aver parlato un po’ con il marziano, magari ci viene voglia di spiegargli come siamo fatti. La testa, il cervello, il cuore…. Il marziano, che si sta annoiando a morte, fa una di quelle tipiche domande che si fanno per far pensare che si sta ascoltando con attenzione mentre in realta’ si sta pensando ai cazzi propri: "Ah, molto interessante. E dove si trova il cuore?". "Ottima domanda", possiamo rispondere noi, "nel petto, a sinistra". E’ chiaro che qui la conversazione incontra una grossa difficolta’. Cosa e’ la sinistra? Non e’ detto che il marziano abbia due sole mani, per quello che ne sappiamo puo’ averne diverse. E poi, mica e’ detto che debba proprio usare la destra per scrivere. Magari su Marte sono tutti mancini e chiamano destra la sinistra e viceversa.
Il problema e’ che le leggi della fisica sono invarianti rispetto alla scala e sono simmetriche rispetto al verso. Nel senso che cio’ che vale per le cose piccole, vale anche per le cose grandi (escludendo le cose piccolissime naturalmente, per quelle c’e’ la fisica quantistica e non le tiriamo in mezzo per adesso se no non si capisce piu’ un cazzo). Nello stesso modo gravitazione, elettromagnetismo e forze nucleari soddisfano anche il principio di simmetria rispetto alla riflessione, nel senso che un fenomeno e’ regolato dalle stesse leggi sia che si verifichi in un verso che nell’altro. Mi spiego: se due auto A e B convergono verso un incrocio, procedendo ad una velocita’ V, se la loro velocita’ le porta a tamponarsi, si tamponeranno sia se A proviene da sinistra e B da destra che il viceversa. Anche se il perito dell’assicurazione non e’ d’accordo, e’ cosi’. Fidatevi.
A causa di questo fatto non possiamo indicare al marziano nessun fenomeno fisico che si verifichi con una direzionalita’ intrinseca. Questo almeno apparentemente. Perche’ i fisici, come sanno gia’ i miei lettori piu’ affezionati, quando sono veramente nei guai tirano in mezzo le particelle e la meccanica quantistica, senza parlare di spazio e tempo. Le particelle non si vedono e uno puo’ dire che cacchio vuole. La meccanica quantistica si basa sul principio che non sempre una causa ha lo stesso effetto. Cosa si poteva pensare di meglio per confondere le persone?
In effetti, la simmetria delle leggi fisiche rispetto alla riflessione, e’ vera solo a livello macroscopico. I decadimenti di alcune particelle (eccole qua le zoccolette), non sono sempre simmetrici, nel senso che sono diversi a seconda della loro disposizione all’interno di un campo magnetico.
Alla luce di questa informazione, spiegare al marziano dov’e’ il cuore e’ piu’ semplice. Basta dirgli:"Senti, fai un magnete, metti l’avvolgimento, attacca la corrente, prendi del cobalto e tieni la temperatura bassa. Se gli elettroni vanno dai piedi alla testa del magnete, allora la corrente sta entrando a destra e uscendo a dalla sinistra dell’avvolgimento." E questo dovrebbe far togliere una volta e per sempre al marziano il vizio di fare domande di cazzo.
La conclusione alla quale siamo giunti e’ epocale. Esiste una direzionalita’ nello spazio, cioe’ esistono una destra ed una sinistra. Come vedete non solo politici e giornalisti televisivi si guadagnano la vita dicendo banali stronzate. Anche i fisici se la cavano benino.
In realta’ la cosa e’ importante, se abbiamo perso il concetto di simmetria delle leggi della fisica, almeno a livello quantistico, questo vuol dire che bisognara’ cercare di capire cosa accade se invece di svolgersi in un verso, un fenomeno si svolge nell’altro. Altro lavoro. Altri finanziamenti per la ricerca.
Quindi tutto a posto con il nostro marziano? No c’e’ una complicazione. Pertendo dagli studi di Dirac si puo’ affermare che teoricamente ogni particella ha un’antiparticella. Si tratta di particelle che hanno energia e massa in comune ma cariche opposte. Quindi l’antiparticella dell’elettrone si chiama positrone, una particella che ha la stessa massa dell’elettrone ma carica positiva. L’antiparticella del protone si chiama piu’ banalmente antiprotone. Anche un neutrone, che di carica elettrica non ne ha, ha la sua bella antiparticella. In pratica, almeno teoricamente, si potrebbero costruire antiatomi, le particelle elementari dell’antimateria. In laboratorio sono stati costruiti antiatomi di idrogeno che sono durati pochissimo. Infatti l’antimateria se entra in contatto con la materia si annichilisce, liberando energia. Se solo fosse piu’ economica e meno rara, l’antimateria sarebbe il combustibile perfetto perche’ permette di sfruttare quasi tutta l’energia potenziale della materia portando il rendimento di un motore vicino all’ottimo. Comunque, almeno per adesso, i petrolieri possono dormire sonni tranquilli. Sempre che abbiano gia’ dimenticato questo.
Ma che c’entra l’antimateria con il nostro marziano? Come abbiamo visto, nel nostro universo fatto di materia esiste una direzionalita’. Lo stesso accade per un universo fatto di antimateria. Anche in questo universo teorico esiste una direzionalita’, solo che e’ opposta alla nostra. Ora, se il nostro marziano, che a questo punto ha anche un po’ rotto le balle, fosse fatto di antimateria, seguendo le nostre istruzioni costruirebbe correttamente l’esperimento del magnete con il suo anticobalto, ma la sua sinistra sarebbe la nostra destra e viceversa. Quindi, come dice il professor Feynman, dalle cui lezioni ho tratto ispirazione per questo ed altri articoli, facciamo attenzione se dopo aver parlato tanto tempo al telefono con un marziano ed avergli spiegato destra e sinistra, questo al nostro primo incontro ci porge la mano sinistra. Da questa stretta di mano potrebbero venire fuori scintille.
Ma non e’ tutto, se sopravviviamo alla stretta di mano interplanetaria verremo a sapere che l’aver introdotto un concetto di direzionalita’ nello spazio, consente di formulare un’ulteriore teoria di cosmologia quantistica. Senza entrare nei particolari dello spin delle particelle, ci basti sapere che questo ha indotto alcuni fisici a supporre che ci siano diversi universi contemporanei che si distinguono solo in base alla loro specifica direzionalita’. Tutti questi universi coesisterebbero, solo che a causa di questa differenza di base non sarebbero percepibili gli uni dagli altri. Il che e’ la maniera perfetta di sparare una cazzata. Nel momento stesso nel quale la dici, poni come condizione della sua esistenza il fatto che non la potrai mai vedere. Questo e’ quello che io chiamo genio.
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Che dire? Questo articolo è un insulto alla mia intelligenza…per carità…meritato!
dfc: questo vuol dire che non mi e’ venuto bene. Tu sei intelligente e se non l’hai capito e’ perche’ non l’ho saputo spiegare. Lo sapevo che era difficile ma ci ho voluto provare lo stesso.
Comment by Diabolik — 2 January , 2007 @ 6:33 pm
Per caso la teoria che accenni alla fine ha a che fare con le stringhe (o super-stringhe). Premesso che non c’ho mai capito molto (delle stringhe), a quando il post “Quando l’universo si allaccia le scarpe”?
Comment by Saint — 2 January , 2007 @ 6:42 pm
Appena posso lo rileggo più attentamente, promesso.
dfc: non ti preoccupare Diabolik. Hai sicuramente di meglio da fare
Comment by Diabolik — 2 January , 2007 @ 6:49 pm
C’ho ripensato, forse sarebbe meglio “L’Universo non porta i mocassini”. Ma forse così darebbe l’idea di qualcosa di assodato, mentre si tratta solo di una teoria, giusto?
Dfc: vedo che ti stai baloccando con i giochi di parole sulla teoria delle stringhe caro Saint. Quella cui tu fai rifermento e’ una dei numerosi tentativi di unificare le leggi della fisica, una delle cosiddette “leggi del tutto quanto” e purtroppo non c’e'ntra nulla con quella degli universi paralleli che attingono al campo della cosmologia. Comunque va avanti lo stesso e’ divertente. Se poi ti interessa veramente la teoria delle stringhe: questo link
Comment by Saint — 2 January , 2007 @ 8:39 pm
…Se ho capito qualcosa, per riuscire a stringergli la mano, il Marziano deve provenire dal mio stesso universo o perlomeno da un universo che possieda la stessa direzionalità del mio?
P.S. Post interessante come al solito. Una nota di merito anche alle pagine d’approfondimento su Wikipedia.
dfc: piu’ o meno. Grazie per i complimenti. E’ un po’ faticoso rintracciare tutti i riferimenti ma ne vale la pena
Comment by Rasputin — 2 January , 2007 @ 9:50 pm
umpf!
Dopo aver creduto di capire i concetti espressi negli altri tuoi articoli scientifici qui mi ritrovo nella stessa situazione in cui mi trovavo al liceo. Beh, non esattamente la stessa perché qui almeno mi sono almeno divertito.
Comunque credo di non aver capito un c@xxo.
La questione è semplicemente l’antimateria è l’opposto della materia.
O forse, a questo punto, ciò che noi chiamiamo materia è antimateria e viceversa.
Esistono quindi universi paralleli perfettamente identici che differiscono solo nel modo in cui definiscono destra e sinistra, anche se non si potrà mai dimostrare…
Più che geni questi fisici mi sembrano dei grandi paraculi!
Poi non ci lamentiamo che vengono investiti pochi soldi in ricerca
Dovrò rileggere, a mente fresca.
dfc: non sei il solo a essere rimasto perplesso. non tutte le ciambelle riescono col buco
Comment by Splendid Mark AKA diabolicomarco — 2 January , 2007 @ 10:41 pm
Io qualcosina ho capito, però a smussare il cervello ci aveva già pensato Asimov con il suo tomo di fisica (che non ho mai finito… un giorno o l’altro lo devo riprendere)
dfc: Asimov, ottimo divulgatore e discreto scrittore di fantascienza. Comunque a saper scrivere un decimo di lui …
Comment by Vortexmind — 3 January , 2007 @ 1:41 am
lo leggo dopo
dfc: cia Nadia, auguri
Comment by nadia — 3 January , 2007 @ 9:11 am
Splendido articolo, prima di quadrare il cerchio ho dovuto leggerlo due volte.
Ho però un’attenuante: alla prima non avevo ancora preso il caffè.
P.S.
Dove sono i cazzetti?
Avevi promesso i cazzetti. Lo ricordo benissimo.
dfc: grazie. tutto questo un giorno sara’ tuo. Per i cazzetti non ho avuto tempo. E poi in disegno sto pure peggiorando
Comment by serpiko — 3 January , 2007 @ 9:54 am
..sì.. e il prof ci disse che quando le due Terra nei due universi contemporanei venivano ad allinearsi allora la congiunzione interplanetaria (nel segno del cancro) spiegava il fenomeno del deja-vous.
Lo ricordo perfettamente: era nel cancro!
sbaglio dfc?
(cmq questa storia degli universi contemporanei non conoscibili non è male… spiegherebbe la massa mancante…)
dfc: ineccepibile. complimenti. il post sull’energia al punto zero lo lascio scrivere a te
Comment by tusaichi — 3 January , 2007 @ 12:23 pm
x serpiko… ebbasta con questo quadrare il cerchio!! Nessuno pensa mai a cerchiare il quadrato? cos’è stà discriminazione??
:D
:D
dfc: e’ che l’informazione e’ in mano ai cerchi
Comment by tusaichi — 3 January , 2007 @ 12:25 pm
anche il tempo scorre nel senso opposto in questi universi paralleli? cioè paradossalmente, la gente nasce vecchia e muore ringiovanendo?
dfc: No Dario, non credo proprio. Noi stessi potremmo essere l’universo parallelo di qualcun altro. Comunque non hai detto una fesseria. Ci sono alcune teorie che parlano di tempo invertito, ma in quel caso anche gli orologi scorrono al contrario e quindi tutto sembra normale
Comment by dario — 3 January , 2007 @ 2:40 pm
Anche un libro di Dick parla del tempo al contrario, ma lo devo ancora leggere
dfc: Phil K. Dick. Ottimo.
Comment by Vortexmind — 4 January , 2007 @ 10:55 am
A me sono venuti in mente gli strumenti degli acchiappa fantasmi. Probabilmente però lo sceneggiatore aveva fatto molta confusione con l’antimateria….ora è tutto più chiaro!
Evviva evvia i post scientifici!
va bene, ne e’ in arrivo un altro
Comment by Davide — 5 January , 2007 @ 3:34 pm