PROVA SPERIMENTALE DEL SUPERAMENTO DELLA FISICA DI NEWTON / EXPERIMENTAL TEST OF EXCESS OF NEWTON'S PHYSICS.
Physicists Have Detected a Friction-Like Force in a Perfect Vacuum: this effect could be evidence of the Newtonian physics limits, overcome by the existence of a proposal from the rotational force induced intuited by Dott. Joseph Cotellessa/ I fisici hanno rilevato un attrito simile a una forza in un vuoto perfetto : questo effetto potrebbe costituire una prova sperimentale dei limiti della fisica di Newton, superata dalla proposta dell'esistenza della forza rotazionale indotta intuita dal Dott. Giuseppe Cotellessa.
Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Joseph Cotellessa
Without breaking the fundamental laws of physics.
But despite the conventional wisdom, physicists in the UK discovered that a decaying atom travelling through a complete vacuum would experience a friction-like force, and now they've figured out how this reinforces - rather than breaks - Einstein's theory of general relativity. "We spent ages searching for the mistake in the calculation and spent even more time exploring other strange effects until we found this (rather simple) solution," one of the team, Matthias Sonnleitner from the University of Glasgow told Lisa Zyga at Phys.org.
Sonnleitner and his colleagues were performing calculations to predict the behaviour of a decaying atom moving through a perfect vacuum when they noticed something strange.
For years, physicists have known that a perfect vacuum cannot exert any forces on an atom, but it can still interact with it.
It's impossible for physicists to physically create a perfect void, because no amount of decontamination can guarantee that a stray atom hasn't crept in, but calculations have predicted that a theoretically perfect vacuum would actually be buzzing with its own strange energy, filled with 'virtual' particle-antiparticle pairs that pop in and out of existence.
This 'empty but not empty' description of a perfect vacuum stems from an aspect of quantum mechanics called Heisenberg's uncertainty principle, which states that countless virtual particles could theoretically be appearing and disappearing at random moments in the void.
These quantum shifts produce randomly fluctuating electric fields, and the Glasgow team's calculations describe how they could interact with an atom travelling through a vacuum, causing it to absorb energy and enter an excited state. As the excited atom decays to a lower energy state, it emits a photon (or light particle) in a random direction.
When the team calculated what happens when a photon is emitted while the atom is moving in the opposite direction to the photon, they detected a friction-like force that appeared to result in a loss of velocity.
If true, this would violate the principle of relativity, because it implies that 'observers' of the behaviour would see the atom moving at different speeds depending on where they were in relation to the atom.
Sonnleitner told Tim Wogan at Physics World that the team spent "weeks questioning their sanity" before figuring out the answer, and it all came down to E = mc2.
They realised that as the moving atom decays to a lower energy state and emits a photon in a random direction, this causes it to lose a tiny amount of energy, which corresponds to a tiny amount of mass.
This tiny amount of mass is known as the mass defect, and as Lisa Zyga reports for Phys.org, it's an amount so tiny, it has never been measured in this context before.
"This is the mass in Einstein's famous equation E = mc2, which describes the amount of energy required to break up the nucleus of an atom into its protons and neutrons," says Zyga.
"This energy, called the 'internal binding energy', is regularly accounted for in nuclear physics, which deals with larger binding energies, but is typically considered negligible in the context of atom optics (the field here), because of the much lower energies."
When the researchers plugged this mass defect value into their calculations, using E = mc2to solve it, they found that by losing a tiny bit of mass as it decays, the atom actually loses momentum, not velocity.
If we look at the relationship between friction, velocity, and momentum, instead of seeing friction result from a change in momentum due to a loss of velocity, the scientists actually detected a loss of momentum due to a tiny change in its mass. Its velocity remains constant, as it should.
So instead of violating relativity by indicating friction in the vacuum, the phenomenon results in something that the principles of relativity actually predict - the decrease in mass causes the atom to lose a tiny amount of momentum, just as predicted by the conservation of energy and momentum in special relativity.
"[W]e have shown that, yes, a decaying atom sees a force resembling friction," the team concludes in their paper. "However, this force is a change in momentum due to a change in internal mass energy, and is not connected to decelerated motion."
The team says the next step will be to see if the phenomenon occurs when an atom absorbs - rather than emits - a photon.
And maybe someone will use it to help explain another study that hinted at friction in a perfect vacuum - in a 2011 study, physicists proposed that a vacuum could actually have friction if there are more of those 'virtual' particles pushing up against a spinning object than there are moving in the same direction.
( The rotational force induced given by Dr. Joseph Cotellessa )
The jury's still out on that, but one thing's for sure - strange things really do happen in the void.
The study has been published in Physical Review Letters.
ITALIANO
Senza rompere le leggi fondamentali della fisica.
Uno dei principi fondamentali della fisica moderna è che in un vuoto perfetto - un luogo del tutto privo di materia - nessun attrito può esistere, perché lo spazio vuoto non può esercitare una forza su oggetti che lo percorrono.
Ma nonostante la saggezza convenzionale, i fisici nel Regno Unito hanno scoperto che un atomo in decadimento che viaggia attraverso il vuoto completo, incontrerebbe una forza di attrito simile, e ora hanno capito come questo rafforza - piuttosto che rompe - teoria della relatività generale di Einstein. "Abbiamo trascorso le età alla ricerca per l'errore nel calcolo e abbiamo trascorso ancora più tempo ad esplorare altri effetti strani finché non abbiamo trovato questa soluzione (piuttosto semplice)," uno del gruppo Mattia Sonnleitner presso l'Università di Glasgow ha detto Lisa Zyga a Phys.org .
Sonnleitner ed i suoi colleghi hanno sviluppato calcoli per prevedere il comportamento di un atomo in decadimento che si muove attraverso un vuoto perfetto quando hanno notato qualcosa di strano.
Per anni, i fisici hanno noto che un vuoto perfetto non può esercitare alcuna forza su un atomo, ma può ancora interagire con esso.
E' impossibile per i fisici creare fisicamente un vuoto perfetto, perché nessuna quantità di decontaminazione può garantire che un atomo non si sia è insinuato, ma i calcoli hanno potuto prevedere che un vuoto teoricamente perfetto sarebbe in realtà come frizzante con una propria strana energia, pieno di' 'coppie particella-antiparticella virtuali.
Questa descrizione del 'vuoto, ma non vuota' di un vuoto perfetto deriva da un aspetto della meccanica quantistica chiamato principio di indeterminazione di Heisenberg, in cui si afferma che innumerevoli particelle virtuali potrebbero teoricamente stare apparendo e scomparendo in momenti casuali nel vuoto.
Questi spostamenti quantistici producono casualmente fluttuanti campi elettrici e calcoli del gruppo di Glasgow descrivono come potrebbero interagire con un atomo che viaggia attraverso il vuoto, facendo assorbire energia e immetterlo uno stato eccitato. Come l'atomo eccitato decade in uno stato di energia inferiore, emette un fotone (o particella di luce) in una direzione casuale.
Quando il gruppo ha calcolato cosa accade quando un fotone viene emesso mentre l'atomo si muove in direzione opposta al fotone, hanno rilevato una forza di attrito simile che sembrava comportare una perdita di velocità.
Se fosse vero, ciò violerebbe il principio di relatività, perché implica che "osservatori" del comportamento avrebbero visto l'atomo muoversi a velocità diverse a seconda di dove si trovavano in relazione all'atomo.
Sonnleitner ha detto Tim Wogan in Physics World che il gruppo ha trascorso "settimane in discussione mettendo in crisi la loro sanità mentale", prima di capire la risposta, e tutto è stato ricondotto a E = mc2.
Si sono resi conto che, come l'atomo in movimento decade in uno stato di energia inferiore ed emette un fotone in una direzione casuale, questo fa perdere una piccola quantità di energia, che corrisponde ad una piccola quantità di massa.
Questa piccola quantità di massa è noto come il difetto di massa, e come riporta Lisa Zyga per Phys.org, è una quantità così piccola, non è mai stato misurato in questo contesto prima.
"Questa è la massa in famosa equazione di Einstein E = mc2, che descrive la quantità di energia necessaria per rompere il nucleo di un atomo nei suoi protoni e neutroni", dice Zyga.
"Questa energia, denominato 'energia di legame interna', è regolarmente rappresentato in fisica nucleare, che si occupa di energie di legame più grandi, ma è tipicamente considerato trascurabile nel contesto di ottica atomica, a causa delle energie molto più basse ".
Quando i ricercatori hanno collegato questo valore del difetto di massa nei loro calcoli, utilizzando E = mc2 per risolverlo, hanno scoperto che, perdendo un po 'di massa decade, l'atomo in realtà perde slancio, non la velocità.
Se consideriamo la relazione tra l'attrito e la velocità, invece di vedere il risultato dell'attrito da una variazione del momento a causa di una perdita di velocità, gli scienziati hanno effettivamente rilevato una perdita di slancio a causa di un piccolo cambiamento nella sua massa. La sua velocità rimane costante, come dovrebbe.
Così, invece di violare relatività indicando l'attrito nel vuoto, il fenomeno si traduce in qualcosa che i principi della relatività effettivamente predicono - la diminuzione della massa provoca per l'atomo di perdere una piccola quantità di moto, come previsto dalla conservazione dell'energia e del momento nella relatività speciale.
"[W] e hanno dimostrato che, sì, un atomo in decadimento vede una forza simile all'attrito", conclude il gruppo nel loro articolo. "Tuttavia, questa forza è una variazione del momento a causa di una variazione di energia di massa interna, e non è collegato al moto decelerato."
Il gruppo dice che il prossimo passo sarà quello di vedere se si verifica il fenomeno quando un atomo assorbe - piuttosto che quando emette - un fotone.
E forse qualcuno lo userà per aiutare a spiegare un altro studio che ha accennato a attrito nel vuoto perfetto - in uno studio del 2011, dove i fisici hanno proposto che un vuoto potrebbe effettivamente avere attrito se ci sono più di quelle particelle "virtuali" spingendo contro un oggetto rotante che si sta muovendo nella stessa direzione. (La forza rotazionale indotta proposta dal Dott. Giuseppe Cotellessa ).
La giuria è ancora discordate su questo, ma una cosa è certa - cose strane realmente accadono nel vuoto. Lo studio è stato pubblicato su Physical Review Letters.
Da:
http://www.sciencealert.com/physicists-have-detected-a-friction-like-force-in-a-perfect-vacuum
Sonnleitner and his colleagues were performing calculations to predict the behaviour of a decaying atom moving through a perfect vacuum when they noticed something strange.
For years, physicists have known that a perfect vacuum cannot exert any forces on an atom, but it can still interact with it.
It's impossible for physicists to physically create a perfect void, because no amount of decontamination can guarantee that a stray atom hasn't crept in, but calculations have predicted that a theoretically perfect vacuum would actually be buzzing with its own strange energy, filled with 'virtual' particle-antiparticle pairs that pop in and out of existence.
This 'empty but not empty' description of a perfect vacuum stems from an aspect of quantum mechanics called Heisenberg's uncertainty principle, which states that countless virtual particles could theoretically be appearing and disappearing at random moments in the void.
These quantum shifts produce randomly fluctuating electric fields, and the Glasgow team's calculations describe how they could interact with an atom travelling through a vacuum, causing it to absorb energy and enter an excited state. As the excited atom decays to a lower energy state, it emits a photon (or light particle) in a random direction.
When the team calculated what happens when a photon is emitted while the atom is moving in the opposite direction to the photon, they detected a friction-like force that appeared to result in a loss of velocity.
If true, this would violate the principle of relativity, because it implies that 'observers' of the behaviour would see the atom moving at different speeds depending on where they were in relation to the atom.
Sonnleitner told Tim Wogan at Physics World that the team spent "weeks questioning their sanity" before figuring out the answer, and it all came down to E = mc2.
They realised that as the moving atom decays to a lower energy state and emits a photon in a random direction, this causes it to lose a tiny amount of energy, which corresponds to a tiny amount of mass.
This tiny amount of mass is known as the mass defect, and as Lisa Zyga reports for Phys.org, it's an amount so tiny, it has never been measured in this context before.
"This is the mass in Einstein's famous equation E = mc2, which describes the amount of energy required to break up the nucleus of an atom into its protons and neutrons," says Zyga.
"This energy, called the 'internal binding energy', is regularly accounted for in nuclear physics, which deals with larger binding energies, but is typically considered negligible in the context of atom optics (the field here), because of the much lower energies."
When the researchers plugged this mass defect value into their calculations, using E = mc2to solve it, they found that by losing a tiny bit of mass as it decays, the atom actually loses momentum, not velocity.
If we look at the relationship between friction, velocity, and momentum, instead of seeing friction result from a change in momentum due to a loss of velocity, the scientists actually detected a loss of momentum due to a tiny change in its mass. Its velocity remains constant, as it should.
So instead of violating relativity by indicating friction in the vacuum, the phenomenon results in something that the principles of relativity actually predict - the decrease in mass causes the atom to lose a tiny amount of momentum, just as predicted by the conservation of energy and momentum in special relativity.
"[W]e have shown that, yes, a decaying atom sees a force resembling friction," the team concludes in their paper. "However, this force is a change in momentum due to a change in internal mass energy, and is not connected to decelerated motion."
The team says the next step will be to see if the phenomenon occurs when an atom absorbs - rather than emits - a photon.
And maybe someone will use it to help explain another study that hinted at friction in a perfect vacuum - in a 2011 study, physicists proposed that a vacuum could actually have friction if there are more of those 'virtual' particles pushing up against a spinning object than there are moving in the same direction.
( The rotational force induced given by Dr. Joseph Cotellessa )
The jury's still out on that, but one thing's for sure - strange things really do happen in the void.
The study has been published in Physical Review Letters.
ITALIANO
Senza rompere le leggi fondamentali della fisica.
Uno dei principi fondamentali della fisica moderna è che in un vuoto perfetto - un luogo del tutto privo di materia - nessun attrito può esistere, perché lo spazio vuoto non può esercitare una forza su oggetti che lo percorrono.
Ma nonostante la saggezza convenzionale, i fisici nel Regno Unito hanno scoperto che un atomo in decadimento che viaggia attraverso il vuoto completo, incontrerebbe una forza di attrito simile, e ora hanno capito come questo rafforza - piuttosto che rompe - teoria della relatività generale di Einstein. "Abbiamo trascorso le età alla ricerca per l'errore nel calcolo e abbiamo trascorso ancora più tempo ad esplorare altri effetti strani finché non abbiamo trovato questa soluzione (piuttosto semplice)," uno del gruppo Mattia Sonnleitner presso l'Università di Glasgow ha detto Lisa Zyga a Phys.org .
Sonnleitner ed i suoi colleghi hanno sviluppato calcoli per prevedere il comportamento di un atomo in decadimento che si muove attraverso un vuoto perfetto quando hanno notato qualcosa di strano.
Per anni, i fisici hanno noto che un vuoto perfetto non può esercitare alcuna forza su un atomo, ma può ancora interagire con esso.
E' impossibile per i fisici creare fisicamente un vuoto perfetto, perché nessuna quantità di decontaminazione può garantire che un atomo non si sia è insinuato, ma i calcoli hanno potuto prevedere che un vuoto teoricamente perfetto sarebbe in realtà come frizzante con una propria strana energia, pieno di' 'coppie particella-antiparticella virtuali.
Questa descrizione del 'vuoto, ma non vuota' di un vuoto perfetto deriva da un aspetto della meccanica quantistica chiamato principio di indeterminazione di Heisenberg, in cui si afferma che innumerevoli particelle virtuali potrebbero teoricamente stare apparendo e scomparendo in momenti casuali nel vuoto.
Questi spostamenti quantistici producono casualmente fluttuanti campi elettrici e calcoli del gruppo di Glasgow descrivono come potrebbero interagire con un atomo che viaggia attraverso il vuoto, facendo assorbire energia e immetterlo uno stato eccitato. Come l'atomo eccitato decade in uno stato di energia inferiore, emette un fotone (o particella di luce) in una direzione casuale.
Quando il gruppo ha calcolato cosa accade quando un fotone viene emesso mentre l'atomo si muove in direzione opposta al fotone, hanno rilevato una forza di attrito simile che sembrava comportare una perdita di velocità.
Se fosse vero, ciò violerebbe il principio di relatività, perché implica che "osservatori" del comportamento avrebbero visto l'atomo muoversi a velocità diverse a seconda di dove si trovavano in relazione all'atomo.
Sonnleitner ha detto Tim Wogan in Physics World che il gruppo ha trascorso "settimane in discussione mettendo in crisi la loro sanità mentale", prima di capire la risposta, e tutto è stato ricondotto a E = mc2.
Si sono resi conto che, come l'atomo in movimento decade in uno stato di energia inferiore ed emette un fotone in una direzione casuale, questo fa perdere una piccola quantità di energia, che corrisponde ad una piccola quantità di massa.
Questa piccola quantità di massa è noto come il difetto di massa, e come riporta Lisa Zyga per Phys.org, è una quantità così piccola, non è mai stato misurato in questo contesto prima.
"Questa è la massa in famosa equazione di Einstein E = mc2, che descrive la quantità di energia necessaria per rompere il nucleo di un atomo nei suoi protoni e neutroni", dice Zyga.
"Questa energia, denominato 'energia di legame interna', è regolarmente rappresentato in fisica nucleare, che si occupa di energie di legame più grandi, ma è tipicamente considerato trascurabile nel contesto di ottica atomica, a causa delle energie molto più basse ".
Quando i ricercatori hanno collegato questo valore del difetto di massa nei loro calcoli, utilizzando E = mc2 per risolverlo, hanno scoperto che, perdendo un po 'di massa decade, l'atomo in realtà perde slancio, non la velocità.
Se consideriamo la relazione tra l'attrito e la velocità, invece di vedere il risultato dell'attrito da una variazione del momento a causa di una perdita di velocità, gli scienziati hanno effettivamente rilevato una perdita di slancio a causa di un piccolo cambiamento nella sua massa. La sua velocità rimane costante, come dovrebbe.
Così, invece di violare relatività indicando l'attrito nel vuoto, il fenomeno si traduce in qualcosa che i principi della relatività effettivamente predicono - la diminuzione della massa provoca per l'atomo di perdere una piccola quantità di moto, come previsto dalla conservazione dell'energia e del momento nella relatività speciale.
"[W] e hanno dimostrato che, sì, un atomo in decadimento vede una forza simile all'attrito", conclude il gruppo nel loro articolo. "Tuttavia, questa forza è una variazione del momento a causa di una variazione di energia di massa interna, e non è collegato al moto decelerato."
Il gruppo dice che il prossimo passo sarà quello di vedere se si verifica il fenomeno quando un atomo assorbe - piuttosto che quando emette - un fotone.
E forse qualcuno lo userà per aiutare a spiegare un altro studio che ha accennato a attrito nel vuoto perfetto - in uno studio del 2011, dove i fisici hanno proposto che un vuoto potrebbe effettivamente avere attrito se ci sono più di quelle particelle "virtuali" spingendo contro un oggetto rotante che si sta muovendo nella stessa direzione. (La forza rotazionale indotta proposta dal Dott. Giuseppe Cotellessa ).
La giuria è ancora discordate su questo, ma una cosa è certa - cose strane realmente accadono nel vuoto. Lo studio è stato pubblicato su Physical Review Letters.
Da:
http://www.sciencealert.com/physicists-have-detected-a-friction-like-force-in-a-perfect-vacuum
Commenti
Posta un commento