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Re: Relazione causa-effetto e massa del fotone
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Newsgroup: free.it.scienza.fisica
Posted by: argo
2008-06-25 08:30:42

On 24 Giu, 23:37, "Bruno Cocciaro" wrote:
[...]
> In realta', posta l'aderenza ai fatti, a me pare che non esista alcun
> criterio decisivo per stabilire la serieta' di una qualche ipotesi. Certo,
> si possono individuare criteri di massima, tipo il rasoio di Occam, ma anche
> li', come si contano le ipotesi? E tutte le ipotesi hanno lo stesso peso? E
> nella discussione fra me e te, chi e' che fa meno ipotesi? E chi le fa meno
> pesanti?

Caro Bruno,
he letto i 3 post (non senza fatica :-) vista la lunghezza) ma mi
limito ad intervenire solamente in questo e su un aspetto marginale.
Innanzi tutto, a scanso di equivoci vorrei precisare che l'''Argo'' da
te descritto ha meno sfumature dell'Argo reale :-)
In sostanza io (l'Argo in carne e ossa) non sostengo la necessita di
abbandonare la terminologia corrente in cui ''c'' e' identificata con
la velocita' della luce.
Dico sempicemente che bisogna ricordarsi che a priori ''c'' e la
velocita' della luce sono cose distinte. Gli esperimenti e il quadro
teorico attuale sono in ottimo accordo sulla loro identificazione in
questione, e quindi ritengo piu' *utile* (o se vuoi piu' *fruttuoso*)
insistere su fotoni massless che su un eventuale massa piccolissima
del fotone, per quanto queste possa essere logicamente ammissibile
all'interno del quadro della RR.

Questa specificazione mi porta al nocciolo della questione che volevo
trattare e che in parte ti sei posto: tra teorie alternative entrambe
in accordo con gli attuali esperimenti su quale bisogna investire in
ricerca? Come le ordiniamo tra loro?
La risposta banale sarebbe dire che entrambe hanno pari dignita', e
che quindi bisogna investire parimenti su di esse in termini di sforzi
teorici e sopratutto di iniziative sperimentali, in modo che si
possa alla fine discriminare una teoria dall'altra.
Tuttavia capita spesso che queste teorie dipendano da dei parametri
che possono essere sempre aggiustati in modo da salvare la teoria
stessa dalla eventuale esclusione sperimentale. Un esempio di questi
parametri aggiustabili potrebbe essere la massa del fotone non nulla
che puo' sempre essere resa piu' piccola, oppure la scala di rottura
della supersimmetria che stabilisce la massa dei superpartner sempre
piu' alta, oppure cancellazioni tra parametri indipendenti nella
rottura di simmetria elettrodebole sempre piu' accurate per
stabilizzare la scala di Fermi...
Si potrebbe allora dire che la semplicita' della teoria, il minor
numero di ipotesi, la possibilita' di sviluppi futuri, e quant'altro
siano dei critieri da usare per selezionare questa o l'atra teoria
alternativa (sempre a parita' di consistenza con i dati sperimentali,
ben inteso!).
Tuttavia, mentre questi criteri di massima sono probabilmente utili e
ragionevoli e anche molto diffusi nella ricerca, esiste in effetti una
certa insoddisfazione quando i presenti dati sperimentali non
permettono una risoluzione chiara del dilemma.
Questa e' esattamente la situazione (o se vuoi la ''frustrazione'')
che i fisici teorici delle particelle vivono dal giorno della chiusura
di LEP. Ed e' sempre per questo che c'e' una grande attesa per LHC
(che ad Agosto dovrebbe gia' avere il fascio circolante, credo ad
1TeV), il quale tutti sperano che possa dipanare la matassa delle
costruzioni teoriche.
Personalmente (e con me alcuni dei miei collaboratori, ma c'e' anche
chi discorda fortemente) ritengo molto utile la versione
semiquantitativa del valore di una teoria (purche' sempre in accordo
con i dati sperimentali) misurato dal cosiddetto fine-tuning Delta.
Delta misura, a meno di fattori ordine 2 e pi, il grado di accuratezza
che e' richiesto nell'aggiustare i parametri della teoria per essere
compatibile con i dati sperimentali. Ad esempio, supponi che la massa
del fotone m sia, nel modello teorico che uno propone, frutto della
cancellazione di due parametri a e b
con a fisstao da una qualche richiesta sperimentale ad un certo
valore, e b compreso tra 0 ed a, ad esempio con una legge del tipo
m^2=m0^2[1-(b/a)]
0dove M0 e' una massa fornita dalla teoria e misurata sperimentalmente,
ad esempio la massa del muone, in un ipotetico modello in cui
la massa del fotone e del muone e' collegata in questo modo.
Non sappiamo a priori il valore di b perche' non ci sono attualmente
dati speimentali al riguado. Potrebbe quindi essere sempre scelto
vicino ad a tanto quanto basta per evadere i limiti sulla massa del
fotone.
Il fine-tuning Delta in questo caso e' l'inverso della probabilita'
scegliere un b per cui m^2 risulti sotto il valore sperimentale M^2,
ovvero
Delta=m0^2/M^2
Come vedi questo modello sarebbe molto molto ''tunato'' se si usano
l'attual limite sulla massa del fotone di
M<10^{-17}eV
e la massa del muone di circa m0=106MeV.
Quindi sarebbe da rigettare rispetto ad un altro modello che
sperimentalmente e' ammissbile ma richiede meno tuning dei parametri.

Questo modellino che ho descritto e' una versione idealizzata e resa
specifica per la massa del fotone, di quello che in fisica delle alte
energie si chiama il problema della naturalezza (o il problema della
gerarchia) della massa dell'Higgs rispetto alla scala di Planck, la
quale sarebbe il valore naturale per un Higgs descritto dal modello
standard a meno che i parametri della teoria non siano tunati con una
precisione incredibile, diciamo una parte su 10^30. Anche assumendo
che nuovsa fisica appaia alla scala del TeV, quella che sara'
esplorata da LHC, un Higgs standard model leggero (intorno a 120 GeV)
richiede un tuning del 1%: questo se vuoi e' uno dei motivi (certo non
il principale) per cui molti fisici si aspettano nuovo fisica non
standard model a LHC, per stabilizzare la massa dell"Higgs. Per quanto
riguarda l'aspettativa specifica di vedere la supersimmetria a LHC
questo argomento di naturalezza e' forse il piu' stringente.

ciao.

 

 

 

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