NUOVO CONCETTO DI MASSA PER SUPERARE LA FISICA DI NEWTON E DI EINSTEIN GRAZIE ALL'ESISTENZA DELLA FORZA ROTAZIONALE INDOTTA INTUITA PER PRIMA DAL DOTT. GIUSEPPE COTELLESSA

NUOVO CONCETTO DI MASSA PER SUPERARE LA FISICA DI NEWTON E DI EINSTEIN GRAZIE ALL'ESISTENZA DELLA FORZA ROTAZIONALE INDOTTA INTUITA PER PRIMA DAL DOTT.  GIUSEPPE COTELLESSA

DOTT. GIUSEPPE COTELLESSA

Un ciclotrone è una macchina usata per accelerare fasci di particelle elettricamente cariche (normalmente ioni leggeri) utilizzando una corrente alternata ad alta frequenza ed alta tensione, in associazione con un campo magnetico perpendicolare.

La traiettoria percorsa dalle particelle è a spirale a partire dal centro. Raggiunto il bordo esterno della macchina il fascio fuoriesce ad alta velocità, prossima alla velocità della luce.

Funzionamento

Quando una particella viene introdotta tangenzialmente alla camera, ortogonalmente al campo magnetico, essa viene deviata e mantenuta su un'orbita circolare per effetto della forza di Lorentz. Nel vuoto la particella è libera di ruotare, ma, perdendo lentamente energia (tutte le cariche elettriche, se accelerate, emettono fotoni, detti di Bremsstrahlung), percorre una traiettoria a spirale fino al centro.Il principio sfruttato è la risonanza ionica ciclotronica. All'interno della camera a vuoto circolare sono presenti due elettrodi semicircolari cavi a forma di D. I due elettrodi sono come due gusci accostati per le aperture (la parte piatta della D). Questi elettrodi possono essere colpiti da particelle spurie che ne causano il riscaldamento e devono essere raffreddati mediante circolazione di acqua in appositi tubi. La camera è posta tra le espansioni polari di un potente magnete, in modo che il campo attraversi il piano su cui giacciono gli elettrodi.

Se ora viene applicata una opportuna differenza di potenziale alternata ad alta frequenza tra i due elettrodi, le particelle subiscono un'accelerazione ogni volta che passano nello spazio tra essi. Accelerando, il diametro dell'orbita aumenta, fino a quando il fascio non fuoriesce tangenzialmente dal bordo del dispositivo.

Principio di funzionamento

 La forza centripeta che trattiene le particelle nella traiettoria circolare è generata dal campo magnetico trasversale B per effetto della forza di Lorentz.

 L'entità della forza equivale a B q v, per cui:

${\displaystyle {\frac {m\cdot v^{2}}{r}}=B\cdot q\cdot v}$

dove m è la massa della particella, q è la carica, v è la velocità e r è il raggio della traiettoria.

da cui:

${\displaystyle {\frac {v}{r}}={\frac {B\cdot q}{m}}}$

poiché v/r equivale alla velocità angolare ω, si ha:

${\displaystyle \omega ={\frac {B\cdot q}{m}}}$

la frequenza di rotazione è correlata alla velocità angolare secondo la relazione:

${\displaystyle f={\frac {\omega }{2\cdot \pi }}}$

da cui, sostituendo ω, si ottiene:

${\displaystyle f={\frac {B\cdot q}{2\cdot m\cdot \pi }}}$

Si può constatare che per una particella di massa costante la frequenza necessaria è indipendente dal raggio dell'orbita. Mentre il fascio si allarga a spirale la sua frequenza di rotazione non diminuisce, poiché la particella continua ad accelerare, percorrendo la maggiore lunghezza dell'orbita nello stesso tempo.
Quando la particella si avvicina alla velocità della luce la trattazione non relativistica esposta sopra non è più sufficiente, e questo richiede delle correzioni alla frequenza o all'intensità del campo magnetico.

A questo punto interviene la relatività di Einstein che fa dipendere la massa di un corpo dalla sua velocità, e spiega perchè f è variabile

CRITICA DEL CONCETTO CLASSICO DI MASSA

Secondo la fisica classica  esiste una forza reale legata all'accelerazione che genera un moto rettilineo con velocità variabile in modulo ma non in direzione:

1) f = ma

ed una forza fittizia legata alla rotazione del moto circolare uniforme con v costante in modulo ma non in direzione

              

2) f = mv2/R

Nelle due formule la grandezza massa viene considerata la stessa senza porsi il problema di differenziare le due grandezze in base alle condizioni di quando il corpo sia fermo o in movimento.

Secondo la fisica classica attuale, nell'espressione 1 potrebbe porsi il problema di differenziare lo stesso concetto di massa quando il corpo sia fermo o libero di muoversi.

Il problema viene in qualche modo aggirato con l'introduzione della nota dipendenza relativistica della massa dal quadrato della velocità di Einstein.

INNOVAZIONE SUL CONCETTO DELLA FORZA PROPOSTA DAL DOTT. GIUSEPPE COTELLESSA

Secondo la teoria del Dott. Giuseppe Cotellessa oltre alla forza legata all'accelerazione tipo

3) f1 = (m1)a

esiste una forza legata alla velocità lineare costante v

4) f2 = (m2)vω

Quindi si avrà 

5) Ftotale = f1+f2 = (m1)a + (m2)vω

Quindi non si può semplicemente scrivere

6) Ftotale = m(a+vω)

L'introduzione della forza rotazionale indotta, intuita dal Dott. Giuseppe Cotellessa, comporta l'introduzione due differenti concezioni della massa, a seconda che il corpo sia fermo o si muova con velocità costante v.

I differenti concetti di massa sono quindi strettamente legati ai differenti concetti di forza esistenti in fisica legati all'accelerazione o alla velocità, proposti dal Dott. Giuseppe Cotellessa..

Da:

https://it.wikipedia.org/wiki/Ciclotrone