26-27 aprile 2001 trento- liceo scientifico galileo galilei giuseppe dalba dipartimento di fisica...

26-27 Aprile 2001 Trento- Liceo Scientifico Galileo Galilei

Giuseppe DalbaDipartimento di FisicaUniversità di Trento


Grandi Leggi di Conservazione: 1) Quantità di moto 2) Energia 3) Momento angolare

Altre leggi di conservazione 1) Carica elettrica 2) Numero barionico 3) Parità …………………….

…………………….Simmetria in Natura

Simmetria e Leggi di Conservazione

Grandi Leggi di Conservazione: 1) Quantità di moto 2) Energia 3) Momento angolare

Altre leggi di conservazione 1) Carica elettrica 2) Numero barionico 3) Parità …………………….

…………………….Simmetria in Natura

Simmetria e Leggi di Conservazione

Contenuto:


Riassunto

Le Leggi di conservazione forniscono la chiave per la comprensione dell’universo. Le tre grandi Leggidi Conservazione, quello della quantità di moto, del momento angolare e dell’energia costituiscono i pilastri della Fisica. Essi ci consentono di dire come i fenomeni devono svolgersi e soprattutto quali fenomeni sono impossibili. Negli ultimi 50 anni studiando le interazioni fra particelle sono stati scoperte numerose Altre Leggi di Conservazione.

Simmetria vuol dire invarianza di un oggetto rispetto ad un insieme di operazioni effettuate su di esso. Peresempio l’oggetto può essere la forma geometrica di un corpo e le operazioni di simmetria, la traslazione dell’oggetto in una direzione, la rotazione attorno ad un asse o la riflessione in un piano. Tuttavia l’oggetto può anche essere una legge della natura espressa da un’equazione matematica, per esempio la lunghezza di un corpo, o l’equazione delle onde nel vuoto. In questo caso simmetria vul dire invarianza (o meglio covarianza) della forma dell’equazione a seguito di trasformazioni di simmetria di natura non geometrica.

Una delle più importanti scoperte recenti è statta la connesione fra principi di conservazione e le simmetriefondamentali esistenti in Natura. Per esempio, lo spazio vuoto è lo stesso in ogni posizione (omogeneità)ed in ogni direzione (isotropia). Da queste simmetrie scaturiscono i principi di invarianza secondo cuile leggi dellla Fisica devono essere le stesse indipendentemente dal luogo e dall’orientazione nello spazio.

Emmy Noether dimostrò che queste simmetrie implicano i principi di conservazione. L’invarianza dalla posizione implica la conservazione della Quantità di Moto e l’invarianza dell’orientazione del laboratorioimplica la conservazione del Momento Angolare.La simmetria nota col nome omogeneità del tempo comporta il principio di invarianza delle leggi fisiche dal Tempo. Questa, a sua volta implica il principio di conservazione dell’Energia.Le simmetrie ed i principi di invarianza che fanno da sfondo alle altre leggi di conservazione sono piùcomplesse ed alcune di esse non sono ancora state capite. Tuttavia la potenza predittiva di tali simmetrie è stata sfruttata a fondo.


Tratto da The particle adventure

p m v

Quantità di moto o Momento lineare

p

m


Principio di conservazione della quantità di moto

Prima, t Dopo, t + T

p t p t p t m m( ) 1 2 1 10bg bg v v1 1

p t( )

p t p t T( ) ( ) cos t

La quantità di moto di un sistema isolato rimane costante nel tempo

v1

v2 0

m1 m2

p t T1 b g

p t T2 b g

p t T( )

p t T p t T p t T( ) 1 2b g b g


Principio di conservazione della quantità di moto

t t T

p t1( )

t

p t2 ( )

t T

t

t

p t p t p t( ) ( ) ( ) 1 2

p t p t p t T p t T1 2 1 2( ) ( ) ( ) ( )

t

t t T


Principio di conservazione dell’energia


Principio di conservazione dell’Energia Meccanica

Conservazione dell’energia meccanica (1660) L’energia di un sistema isolato rimane costante nel tempo

E T U cos t

t t Tt

E

E t E t Tbg b g

E = Energia Totale

T = Energia Cinetica

U = Energia Potenziale

E tbgE t Tb g

Vedi anche...


mc T m c20

2

Principio di Conservazione Massa-Energia

la somma dell’energia cinetica e della massa a riposo di un sistema isolato non cambia nel tempo

E mc 2Energia relativistica

La massa èuna forma di energia

T = Energia Cinetica

Nei processi fisici si conserva l’energia relativistica


E U T Tn p n p Classicamente

E m c m c m c T Td n p n p 02

02

02

E M eVmin.2 3 Energia di soglia

m m mU

cd n p

n p

0 0 0 2 d i

La massa a riposo del protone più quella del neutrone è maggiore di quella del deutone; la perdita di massa è uguale ad energia di legame negativa.

Esempio: Fotodisintegrazione del deuterio in un neutrone ed in un protone

d n p

d n

p


Annichilazione e creazione ed di coppie e+ ed e-

t t Te e n

n 2

Conservazione della quantità di moto

Conservazione dell’energia

p t p p

e ebg 0

m c m c MeVe e02

02 2 0 51.

E t E Ee e

( )

hh

p t T b g0

E t T h MeV E t( ) . ( ) 2 2 0 51

2 051

121018..

MeV

hHz

e e ,c h a riposo

e e


n p + e- + e

Decadimento

t Tt

n

p

e-

e


Processi impossibili

e e ,c ha riposo nello spazio vuoto

e e

p tbg0

p t T

E

c

h

c b g 2

0

t t T

2h

L’annichilazione di una coppia ellettrone-positrone in un solo fotone non può verificarsi nello spazio vuoto, perché violerebbe il principio di conservazione della quantità di moto.

2h

Spazio vuoto

e e

La materializzazione di un fotone in una coppia ellettron-positrone non può verificarsi nello spazio vuoto. Essa si verifica in presenza di un nucleo a cui viene trasferita la quantità di moto del fotone

t t T


Principio di conservazione del momento angolare

L

L

LL



p m v

Momento lineare

p

m

Momento angolare

pm

O

r

L r m v

est 0Il momento angolare di un istema isolato ( ) si conserva

L t L t Tbg b g

est

dL

dt

2a Eq. canonica della dinamica dei sistemi

Momento angolare di un sistema di N particelle L Li

i

N

1

L I

I MR2

52



L r m v = cost


2

1

21

I

I

L I 1 1

L I 2 2

I I1 2 2 1


Esempi di conservazione del momento angolare

L

• Il moto dei pianeti si svolge su di un piano

• La velocità areolare è costante

• La forza gravitazionale è centrale

MOTO DEI PIANETI


I I1 1 2 2

M M1 2

R m257 10

n

2 2 R c

Emissione di impulsi radio

10 2 sec 21

21

4110

FHGIKJ

R

RR m1

87 10 Sole

PULSAR (Ballerine celesti)

L I 2 2

t t T L I 1 1

12

1 1 giro/mesePulsar

Come pulsano le PULSAR

N

S

I poli magnetici, dove le forze magnetiche sono maggiori, attraggono elettroni.

Questi sono frenati bruscamente; a causa di ciò emettono radiazione.

La radiazione emessa è raccolta sulla Terracome una sequenza regolare di impulsi.

PSR B0329+54t= 0.714519 = 1/40 gir/s

PSR B0833-45t= 89 ms = 11 gir/s


Mesone K

Pione

Muone

Neutrino muonico

Neutrino elettronico

Omega

Xi

Sigma

3284

Nucleone

Fotone

Elettrone

Lambda

2586

2335

1/2

2182

1837

966

273

207

0

1

0

0

1/2

1/2

1/2

1/2

0

0

1/2

1/2

1/2

1/2

1

AD

RO

NI

Bar

ioni

Mes

oni

ParticellaMassarelativa Spin

LE

PT

ON

I

-

-

- 0 +

0

n

K0 K+

-

e-

e

-3

-2

0

-1

-1

+1

0

0+

-

+3

+2

0

+1

+1

-1

0

e

K0K+

npp

- 0

0+

-

+

- 0

-

+

e+

Str

anez

za

Particelle Antiparticelle

carica

In rosso le particelle stabili


Altre leggi di conservazione

La conservazione della carica elettrica

La conservazione del numero barionico

La conservazione del numero leptonico

La conservazione della stranezza

La conservazione dell’isospin

La conservazione della parità

Invarianza per inversione temporale

Invarianza per coniugazione di carica

Nel formulare queste nuove leggi si dovettero definire nuovi numeri quantici o “cariche”

Vedi anche...


La conservazione della carica elettrica

La carica elettrica totale del mondo, qualsiasi cosa accada, NON cambia. Se se ne perde dauna partela si ritrova da un’altra Faraday

++++

++ +++

+++

______

t

p + p

L’elettrone non può decadere spontaneamente senza violare la legge di conervazione della carica perché tutte le particelle più leggere di esso sono prive di carica

e- e-, ,,...

p + n + + + + + -

t T


Nuove Leggi di Conservazione

Ogni processo che non violi le grandi leggi di conservazione si verifica effettivamente

Perché allora in Fisica delle particelle molti processi di interazione, pur essendo in linea di principio possibili in quanto non contraddicono le grandi leggi di conservazione, non sono stati mai osservati?

p + p p + n + + + + + -

Possibili

Impossibile

p + + + + + -p + p

benchè non contraddica nessuna delle grandi leggi di conservazione


Conservazione del numero barionico

p + p + + + + 0

Impossibile

p + + + + + -p + p

Possibile

A = Numero barionico

A = 1 per i Barioni (p, n, , , , ... )A = -1 per i Anti barioni (p-, n, , , , ... )A = 0 per i Mesoni ed i Leptoni (, , e-, e+, …)

Tutti i barioni ubbidiscono ad una regola di conteggio analoga al principio di conservazione della carica elettrica:

IN PROCESSO FISICO IL NUMERO DEI BARIONI MENO IL NUMERO DEGLI ANTIBARIONI DEVE RIMANERE COSTANTE

Vedi anche...


Stabilità del protone

La stabilità del protone è garantita dalla legge di conservazione del numero barionico, secondo cui i prodotti di decadimento di un barione comprendono sempre un barione più leggero. Ma il protone è i l più leggero dei barioni e non può quindi decadere in altri barioni. Se decadesse in mesoni o leptoni violerebbe la legge di conservazione del numero barionico.

Tentativi teorici di unificazione dell’interazione forte con l’elettrodebole prevedono che il protone NON sia stabile e che sia destinato a decadere secondo il seguente processo: p e+ + 0

violando così la legge del numero barionico.Secondo tali teorie il protone avrebbe una vita media < 2.5 ·1031 anni (Vita dell’Universo 1010 anni)

Gran Sasso Obiettivo: Determinare il limite inferiore della vita media del protone

N° = 1032 protoni (300 tonnellate di acqua)Se per es. si avesse che = 1031 anni, dopo 1 anno decaderebbero N = 10 protoni.

Limite inferiore attuale 1032 anni.

Vedi anche...


Simmetrie in Natura


Architettura religiosa

Tappezzeria

Arredo

Vetrate artistiche

Palazzi, abitazioni, ...

Simmetrie in arte, architettura pittura, ….

… artigianato, poesia, musica, ….


Simmetria nel mondo microscopico

Strutture cristalline nei minerali

Molecole chimiche

Molecole biologiche

DNA

Atomi, nuclei,...


Traslazione Rotazione,

Riflessione Riflessione + traslazione

Alcune operazioni di simmetria


Simmetria discreta

Simmetria continua

Forme di Simmetria


Nel 1906 Emmy Noether dimostrò il seguente teorema

Per ogni simmetria continua delle leggi della Fisica esiste una legge di conservazione.

Per ogni legge di conservazione esiste una simmetria continua

Le leggi di conservazione sono conseguenza dell’invarianza delle leggi Fisiche a talune operazioni di simmetria

Simmetria delle leggi della Fisica

Non è detto l’oggetto della simmetria debba essere costituito dalla forma geometrica di un corpo, esso può essere una legge della natura espressa matematicamente da una data equazione.


• Lo spazio è omogeneoUn esperimento effettuato in un posto da gli stessi risultati se esso è ripetuto nelle stesse condizioni in un altro posto.

• Lo spazio è isotropoSe effettuiamo un esperimento e quindi ruotiamo l’apparato sperimentale in una nuova posizione ilrisultato sarà identico.

• Il tempo è omogeneoSe si effettua un esperimento ora e lo si ripete in una data successiva i risultati non cambieranno

• Lo spazio è omogeneoUn esperimento effettuato in un posto da gli stessi risultati se esso è ripetuto nelle stesse condizioni in un altro posto.

• Lo spazio è isotropoSe effettuiamo un esperimento e quindi ruotiamo l’apparato sperimentale in una nuova posizione ilrisultato sarà identico.

• Il tempo è omogeneoSe si effettua un esperimento ora e lo si ripete in una data successiva i risultati non cambieranno

Le simmetrie continue dello spazio tempo


Omogeneità dello spazio

Invarianza per traslazione

Spazio omogeneo

Non Invarianza per traslazione

Spazio non omogeneo


Un’equazione fisica scritta per un dato sistema di riferimento non muterà di forma se il sistema subisce una traslazione nello spazio.

Una legge fisica che sia valida in un certo punto dello spazio deve esserlo anche in un altro.

x

y

z

x

y

z

Le leggi della Fisica sono invarianti per traslazioni nello spazio

Conservazione della quantità di moto

Omogeneità dello spazio


Isotropia dello spazio

Invarianza per rotazione

Spazio isotropo

Non Invarianza per rotazione

Spazio non Isotropo


Le leggi della Fisica sono invarianti per rotazioni nello spazio

Un’equazione fisica scritta per un dato sistema di riferimento non muteràdi forma se il sistema subisce una rotazione nello spazio.

Una legge fisica è indipendente dall’orientazione spaziale.

xy

z

x

y

z

Conservazione del momento angolare

Isotropia dello spazio


Omogeneità del Tempo

F

1600

F

2001

Invarianza temporale delle costanti universali

Legge di Conservazione dell’Energia

F r

mM

r2 =6.67 10 -11 Nm2/Kg2

Le leggi della Fisica sono indipendenti dal tempo


Energia

Le leggi fisiche sono invarianti rispetto al tempo.

Eventuali violazioni consentirebbero la creazione di energia e di massa dal nulla

Esempio: Il Lunedì g = 4 m/s2, tutti gli altri giorni g = 9.8 m/s2

Il Lunedì si pompa nei serbatoi quanta più acqua si può a spese di una data quantità di energia.Gli altri giorni la si fa ricadere producendo molta piùenergia di quella spesa il lunedì


Simmetria per riflessione

Un’immagine in uno specchio non è completamente identica alla realtà. La destra si scambia con la sinistra. Un’elica destorsa con una sinistorsa...

Elica sinistorsaElica destorsaMano sinistra

Mano destra

Vedremo che mentre i processi biologici non sono simmetrici ad analoghi ipotetici processi osservati in uno specchio, la gran parte dei fenomeni fisici presenta simmetria bilaterale, cioè è impossibile distinguere se tali fenomeni avvengono nel mondo reale o sono la riproduzione cinematografica di processi riflessi in uno specchio.

La simmetria speculare viene detta anche simmetria bilaterale o parità.


Asimmetria Biologica

Alice si riflette in uno specchio

Ti piacerebbe vivere in un specchio Kitty? Mi chiedo se ti possono dare del latte in uno specchio. Forse il latte nello specchio non è buono da bere! Alice nel paese delle Meraviglie. Luis Carrol.

Alice ha ragione a dubitare che per gli esseri viventi il mondo dello specchio non sia equivalente a quello reale.

Il latte contiene molecole asimmetriche di zucchero, proteine e grassi. Lo stesso dicasi del corpo del gatto. I gatti convenzionali preferiscono il latte convenzionale.

La simmetria per riflessione richiede che il gatto riflesso preferisca il latte riflesso.

In effetti, il mondo degli esseri viventi è lontano dall’essere racemico. Tutti i 20 aminoacidi che costituiscono le proteine delle cellule viventisono sinistorsi. Le proteine stesse sono destorse


Studi biologici di cellule viventi lasciano sospettare che una coppiafatta da un individuo in uno specchio ed un individuo normale non potranno mai riprodursi

Il DNA, acido desossiribonucleico, mediante la sua trasmissione per cellule sessuali condiziona la perennità del patrimonio genetico.

La struttura ad elica delle molecole del DNA è particolarmente sensibile all’azione di uno specchio. L’immagine per riflessione di un’elica destorsa è un’elica sinistorsa.

Due eliche diverse, al momento della fecondazione, NON potranno assemblarsi!


La molecola dello zucchero di barbabietola ha una struttura destorsa.

Attualmente si sa sintetizzare questa molecola sia nella forma destorsa che in quella sinistorsa.

Batteri immersi in una soluzione zuccherata di molecole sintetiche destorse e sinistorse si nutrono solo di molecole destorse!

Lo zucchero destorso è buono, quello sinistorso fa schifo!

Batterio in una soluzione zuccherata di molecole sintetiche destorse e sinistorse

Riflessine del batterio dopo un lauto pasto!

Il fatto che tutti gli organismi sulla Terra usino la forma destrogira di una data molecola di zucchero non è sorprendente; esso è una conseguenza diretta della selezione e dell’evoluzione naturale.


Simmetria biaterale dei fenomeni fisici

Il mondo dello specchio è governato dalle stesse leggi della fisica come il mondo reale

Tutte le leggi della Fisica relative aisistemi macroscopici sono soddisfatte anche nel mondo di Alice.

La simmetria traslazionale nello spazio e nel tempo e la simmetria rotationale, e molte altre simmetrie sono tutte valide nello mondo dello specchio.

Nel mondo fisico la simmetria fra il mondo e la sua immagine per riflessionesi attenua!

Orologio normale Orologio simmetrico rispetto ad un piano

Due orologi veri, fabbricati in modo che uno dei due, in ogni dettaglio tecnico, è il simmetrico dell’altro per riflessione nello specchio, funzionano in perfetto sincronismo.


La parità è una simmetria di tutte le leggi della fisica?

Abbiamo visto che NON c’è un modo per distinguere se un processo fisico si sta svolgendo nel mondo reale oppure è un film ripreso da una cinepresa nel mondo dello specchio.

Questo è vero persino a livello atomico e nucleare dove esperimenti di collisioni fra particellefalliscono nel rivelare qualsiasi differenza fra un dato sistema e la sua immagine nello specchio.

Sostanzialmente la conservazione della parità in meccanica quantistica significa che due sistemi fisici, uno che è l’immagine speculare dell’altro devono comportarsi in maniera identica.

La parità è un’operazione che consiste in una riflessione riispetto ad un’origine delle coordinate. Un punto di coordinate (x,y,z) viene trasportato per parità nel punto simmetrico rispetto ad O avente coordinate (-x,-y,-z)Alle particelle si attribuisce parità 1 o -1 come se fossero destorse o sinistorse.

Le interazioni deboli non sono simmetriche per parità

60Co60NiDecadimento

beta meno

(e- particella beta)

60Co27 60Ni28 + e- + e


Questo però non accade.

Nello mondo reale le particelle beta sonoemesse soprattutto in direzione oppostaa quella dello spin.

Nello mondo dello specchio le particelle beta sono dirette nella stessa direzione dello spin.

60Co27 60Ni28 + e- + e

La riflessione inverte la direzione dello spin (Vettore assiale).

S

S

e-

particelle beta

Mondo realeMondo dellospeccho

e-

particelle beta

e-

e-

-S

S

p

p

O

Esperimento di Wu et al.

Abbiamo visto che la Natura è simmetrica e, nei processi fisici, non fa distinzioni fra rotazioni sinistorse e destorse. Così, per esempio i nuclei di due atomi radiattivi che ruotano in direzioni opposte attorno all’asse verticale dovrebbero emettere i loro prodotti di decadimento con la stessa intensità verso l’alto e verso il basso.

Se, ipoteticamente si ruotasse l’immagine nello specchio di 180° essa si trasformerebbe per parità, cioè gli spin degli atomi di Co avrebbero la stessa direzione di quelli del mondo reale; tuttavia nei due casi, immagine reale ed immagine trasformata per parità, gli elettroni avrebbero direzioni oppost.e

Le interazioni deboli non sono simmetriche per parità

Vedi anche...


Conclusioni

Ad ogni Proprietà di Simmetria delle Leggi Fisiche corrisponde una legge di conservazione.Ad ogni Proprietà di Simmetria delle Leggi Fisiche corrisponde una legge di conservazione.

Tutta la Fisica è fondata sulle 3 grandi leggi di conservazione.Nel mondo delle particelle sono state scoperte altre Leggi di Conservazione.

Tutta la Fisica è fondata sulle 3 grandi leggi di conservazione.Nel mondo delle particelle sono state scoperte altre Leggi di Conservazione.

Un fenomeno che può accedere, prima o poi si verifica. Le Leggi di conservazione sono molto importanti soprattutto perché permettono di predire se un fenomeno non può mai accadere.

Un fenomeno che può accedere, prima o poi si verifica. Le Leggi di conservazione sono molto importanti soprattutto perché permettono di predire se un fenomeno non può mai accadere.

I Principi di Simmmetria: controllano la struttura dellla materia sono alla base delle Leggi della Fisica.

I Principi di Simmmetria: controllano la struttura dellla materia sono alla base delle Leggi della Fisica.


1 Symmetry of the laws of physics and Noether theoremhttp://www.emmynoether.co./noeth.html

2 Theory. Conservation lawshttp://www2.slac.stanford.edu/vvc/theory.conserv.html

3 P. FormanThe fall of parityhttp://physics.nist.gov.GenInt/Parity/parity.html

4 An experimental test of parity conservation in beta decay, C. S. Wu, E. Ambler, R. W. Hayward, D. D. Hoppes, and R. P. Hudson, Phys. Rev. 105, 1413 (1957).

5 Q. Ho-Kim, N. Kumar, C.S. LamInvitation to contemporary physicsWord Scientific

6 R.P. FeynmanThe character of physical laws (1967)

7 R.P. Feynman, R.B. Laighton, M. SandsThe Feynman Lectures on PhysicsAddison-Wesley Publishing Company

8 Bernard DiuTraité de physique à l’usage des profanesEditions Odile Jacob – Sciences

Bibliografia


1 Energy

2 Momentum

3 Angular momentum including particle spin or intrinsic angular momentum.

4 Electric charge

5 Color-charge quark and gluon color-charge conservation

6 Quark number number of quarks minus number of antiquarks. (For historical reasons, and because we observe baryons

and not quarks, this is usually stated as baryon number conservation, where baryon number is the same as quark number divided by 3.)

7 Electron number number of electrons minus number of electron-type neutrinos minus anti-particles (positrons plus anti-electron type neutrinos)

8 Muon number number of negatively-charged muons plus number of muon-type neutrinos minus number of anti-particles (positively charged muons plus anti-muon type neutrinos)

9 Tau number number of negatively-charged taus plus number of tau-type neutrinos minus number of anti-particles (positively charged taus plus anti-tau type neutrinos)

Laws 7, 8 and 9 can be combined to give one less restrictive law --

7, 8, 9 Lepton number number of leptons (negative charges plus neutrinos) minus number of anti- lepton (positive charges plus anti-neutrino)

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1° Principio della Termodinamica

E T U cos t

E t E t T Q tbg b g bg

E tbgE t E t Tbg b g

Il calore non è una forma speciale di energia, diversa dall’energia meccanica, è proprio enermgia cinetica del moto atomico

Q

E t Tb g

1842

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Quantità di moto p Sì Sì Sì

Massa- energia Sì Sì Sì

Momento angolare L Sì Sì Sì

Carica elettrica Q Sì Si Sì

Numero barionico A Sì Si Sì

Numero leptonico elettronico Le Sì Sì Sì

Numero leptonico muonico LSì Sì Sì

Stranezza S Sì Sì No

I3 Sì Sì No

Isospin I Sì No No

Parità P Sì Sì No

Coniugazione di carica C Sì Sì No

Inversione temporale T Sì Sì Quasi sempre

TCP Sì Sì Sì

LEGGI DI CONSERVAZIONE

Grandezza Forte Elettromagnetica Debole

Si conserva nell’interazione

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+ + - + 0

p + p + n +

t t T

A = 0

n

A = 2

p + p-

A = 0

p + p

A = 2

p, n A = 1; p- A = -1; +, -, 0, A = 0

Esempi

p + p

A = 2

p + p + n + n

A = 4

A = Cost: I BARIONI SI CREANO O SI DISTRUGGONO A COPPIE

+ + p + p

A = 2 A = 0

Quando si crea un barione deve crearsi assieme un antibarione che, NON necessariamente, è la sua antiparticella.Un barione che scompaia senza che un altro prenda il proprio posto porta con sé il suo antibarione.N° barioni dell’Universo - N° antibarioni dell’Universo = cost

Processi impossibili

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Esperimento di Wu, Ambler, Hayward, D. D. Hoppes, and R. P. Hudson

...Il cristallo fu raffreddato e i nuclei di cobalto 60 furono polarizati in una direzione (Fig. a). Un tasso di conteggio inizialmente alto fu osservato diminuire man mano che il cristallo veniva raffreddato ed i nuclei di cobalto acquistavano una polarizzazione random.Successivamente, raffreddando ancora il 60 in direzione cristallo e e quindi polarizzando i nuclei di cobalto opposta (Fig. b); i fisici dell’NBS osservarono un conteggio dal comportamento opposto a quello precedente.Questi erano i due risultati che si attendevano! Successivmente Hudson aggiunse sulla sommità della pagina del quaderno di laboratorio:: PARITY NOT CONSERVED

Si trovò che l’emissione delle particelle beta è più grande in direzione opposta a quella dello spin nucleare. Pertanto un nucleo di cobalto 60 dotato di spin ha una distribuzione di emissione beta che non è la stessa di quella della sua immagine speculare.

Questo risultato dimostrò univocamente che la parità non si conserva nell’emissione di particelle beta del cobalto 60.

(Testo estratto e liberamente tradotto dalla ref n. 3). S

N

Co

N

S

e-

a)

b)

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Vettori polari ed assiali

Vettori polari

Vettori assiali

x

yvz yv z

v = (vx,vy,vz) v = (-vx,vy,vz)

- x x

Specchio

Mentre il vettore spostamento r = x x + y0 y + z0 zcambia verso per riflessione nello specchio, il vettore

assiale mantiene il proprio verso.

r r

r = x x + y0 y + z0 z

Velocità

Spostamento

x

yz

- x x

r r

x

yz

r- x

yz

r

r = x x + y0 y + z0 z

z

Mentre il vettore spostamento r = x0 x + y0 y + z znon cambia verso per riflessione nello specchio, il vettore assiale muta il proprio verso.

Vedi anche...


L

r

p

- Lrp

r

p

B

vv

- B

FF

F=qv x B

L=r x p

Vettori assiali

B Bi i

N S

NS

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