Il pinguino di Feynman *
Finora ci siamo solo occupati di descrivere le regole pratiche per riuscire a calcolare la probabilità che ha la luce di compiere un certo evento. Siamo ancora all’alfabeto della QED, quella rappresentazione grafica capace di sintetizzare, con poche linee, una serie incredibile di processi fisici legati alle particelle elementari. Non solo ai fotoni, ma a tutte quelle che compongono la materia. Il punto di arrivo saranno i diagrammi spazio-temporali, dove ogni disegno che si riesce a comporre e che non vada contro poche regole, è immediatamente tradotto in una serie di equazioni “mostruose” da parte dei veri esperti della materia.
Il nome pinguino, tuttavia, benché si riferisca un particolare tipo di diagramma, non è stato coniato da Richard, bensì solo nel 1977 durante una serata al bar trascorsa da alcuni fisici delle particelle. La storia è abbastanza semplice. John Ellis stava lavorando, a quei tempi, sulle proprietà dei “quark bottom”, una delle tante particelle fondamentali, scoperta da poco al Fermilab. Il problema da risolvere teoricamente era il decadimento della nuova arrivata.
John Ellis, quella sera di svago, sfidò a freccette una collega e in caso di sconfitta Ellis avrebbe dovuto pagare un pegno molto speciale: nel suo prossimo articolo scientifico avrebbe dovuto inserire in qualche modo la parola “pinguino”! E’ vero che i pinguini sono creature e che quindi sono fatti di materia, ma dai quark ai simpatici uccelli polari la strada è molto lunga. Tuttavia, una scommessa è una scommessa! In realtà, la collega dovette lasciare la partita per qualche problema personale e il suo posto venne preso da un collega. Tuttavia, la scommessa rimaneva valida e Ellis perse la partita! Il pinguino divenne la nuova ossessione di John.
Fu proprio il decadimento del quark bottom a salvarlo: mentre disegnava un diagramma di Feynman che potesse rispondere al problema da risolvere, si accorse che modificando leggermente alcune linee appariva una forma che ricordava quasi perfettamente un pinguino, anche se privo di testa (o quasi). Non solo aveva risolto il mistero della nuova particella, ma aveva anche un buon motivo per inserire “pinguino” nel suo lavoro scientifico. Da allora questo tipo di diagramma prende nome di pinguino di Ferynman.
Non sto certo a spiegarvi cosa significhi il diagramma e nemmeno cosa siano le particelle che lo compongono. Pur non arrivando fino a questa complessità teorica, il nostro scopo è di giungere proprio a capire e a disegnare alcuni semplici diagrammi di questo tipo. Per adesso, quindi, vediamo soltanto la parte figurativa del diagramma, tenendo sempre presente che la sua trasposizione in termini matematici farebbe rizzare i capelli in testa non solo a noi!
10 commenti
Ma i fisici del particelle giocavano a freccette delle probabilità o alle classiche freccette di ludica memoria?
Guardando il diagramma, mi rendo conto che della QED al massimo ho compreso solo una parte del suo alfabeto.
Se qualcuno mi chiedesse di descrivere questo diagramma di Feynman, dovrei arrampicarmi sugli specchi.
Della serie: “Come si vede dal diagramma il “quark bottom” ha un comportamento bizzarro, a volte decade armato di buoni propositi, entra come b e dopo un positivo (W+) periodo di piccoli alti e bassi che lo portano quasi a toccare il cielo, esce come S, oppure prima di decidere come decadere percorre un loop temporale T, da cui può uscirne o positivamente dall'alto come S oppure dopo una tortuosa discesa a chiocciola (la famosa scala a G), decadere da una delle due uscite di emergenza S e S”.
Questa stridente arrampicata sugli specchi, stimola ancora di più la mia curiosità ad approfondire la QED, la cui comprensione è ben lontana da ciò che mi sembra di aver intuito.
Paolo
PS: la mia tastiera non consente l'uso dell'upperscore, che ho sostituito con le lettere sottolineate.
No, caro Paolo, non ti preoccupare...
finora abbiamo solo imparato a descrivere le particelle secondo ampiezze di probabilità. Diciamo che è un pre-alfabeto. L'applicazione ai diagrammi di Feynman, come il pinguino, necessita ancora del vero passaggio al mondo di Alice, dove ogni linea ha un suo significato. Dobbiamo entrare nello spazio-tempo. Le ampiezze sono solo il condimento per capire il vero alfabeto, fortunatamente composto solo da tre lettere...
Finora abbiamo dimostrato che trattare le particelle attraverso le loro ampiezze di probabilità funziona benissimo per descrivere i fenomeni reali. Possiamo, allora, descrivere traiettorie spazio-temporali sapendo cos'è l'ampiezza, ossia la probabilità che un certo percorso accada. Vedremo che la luce può andare a qualsiasi velocità e che se si cambia il verso al tempo troviamo un'antiparticella. Per accettare queste assurdità, bisogna solo pensare che le ampiezze possono essere piccolissime ma non nulle e che si annullano (o si "annichiliscono") sotto certe condizioni. Tutto ciò succede perché le distanze tra particelle sono irrisorie. Su percorsi lunghi tutto torna normale. Siamo o non siamo nel microcosmo?
Insomma, il gioco, tra un po', cambia totalmente... e i concetti sono del tutto nuovi rispetto a quanto fatto finora. Potevamo anche non fare esempi e prendere per buone le ampiezze... ma mi sembra che abbiamo descritto fenomeni MOLTO interessanti. Non trovi?
La scienza è piena di questi aneddoti curiosi, come la storia del nome della teoria del Big Bang... Gli scienziati (ed anche noi appassionati e curiosi dell'Astronomia) sono proprio come dei bambini, e la scienza senza curiosità e stupore non esisterebbe più...
Anhahahah sempre detto che i fisici non sono molto a posto...
t è una particella virtuale
[…] b, si ritrovano ad essere chiamati, a causa della loro forma e con un po’ di fantasia, “diagrammi a pinguino” . Fonti: […]
non capisco questa intrusione del tutto anonima... oltretutto ripete quanto ho già scritto nell'articolo. Fermo restando che Bob Dylan è un grande! Comunque, che sia la prima e ultima volta. Chi vuole citare qualche link può farlo, ma almeno si manifesti in qualche modo...
La prossima volta elimino senza pietà...
Vincenzo, mi permetto di commentare questo articolo perché mi è arrivata una notifica dal CMS di Scientificast. Non si tratta di un commento anonimo, bensì di un "Pingback", ovvero Andrea ha citato questo tuo post nell'articolo di Scientificast. Il tuo sistema di gestione blog, semplicemente lo ha riconosciuto come tale e lo ha messo tra i commenti disponibili. Se non desideri che ciò accada (comunque è segno positivo se ottieni pingback da pià siti, vuol dire che il tuo blog/articolo vale!) ci deve essere qualche impostazione che puoi bloccare. Ciao.
PB
caro PB,
ti chiedo umilmente scusa, ma -come avrai capito- sono assolutamente ignorante in questo genere di cose e l'avevo preso per un commento "troppo" anonimo. E pensare che ero abbastanza bravo a ping... pong
Adesso che so che può capitare li accetterò di buon grado!!! Un grazie , quindi, ad Andrea