se non CQED..cosa?

[begonzo]

Ciao amici,
chi mi conosce sa che sono un preparatino, un delgiudicino, un cquedino e via dicendo..
...ho comprato da poco il libro "Aqua" di Roberto Germano! Lo considero molto ben fatto e interessante! Avevo già da tempo l'altro suo libro "Fusione Fredda, moderna..." e "Dai quark ai cristalli" di Giuliano Preparata!

Ora, questi testi propongono la visione campistica e coerente della materia al fine di risolvere dei problemi che, piaccia no no, sono ancora brutalmente irrisolti! E andando a vedere quali sono questi problemi, credo che non si possa evitare di stupirci:
ma come?? Si spendono fior di miliardi nella fusione (calda), si fanno esperimenti assurdi nei moderni acceleratori di particelle (a sempre più giga ev)...e non si sa come (attenzione, ho detto COME) fa il vapore acqueo a condensare e diventare acqua da bere??

Allora, propongo una discussione su quali possano essere le soluzioni alternative alla CQED ai problemi che vado ora ad elencare:

1. come mai il vapore acqueo, condensando (e quindi assumento una disposizione delle molecole più ordinata) raffredda? Cioè, come mai per ottenere ordine (perchè di questo si tratta) viene ceduta energia?
ps. non mi si venga a dire che è lo stato di minima energia, io voglio sapere il COME...altrimenti è convenzionalismo (come diceva Preparata)

2. la moderna visione della biologia spiega le reazioni chimiche intracellulari in modo probabilistico e chiave-serratura! Chi conosce Getullio Talpo (e l'onnipresente Del Giudice) sa qual'è l'altra spiegazione...ma io chiedo: è mai stato fatto un conto, grossolano, con gli ordini di grandezza, della serva ecc ecc....per sapere a grandi linee se questa probabilità è sufficientemente elevata affinchè le reazioni possano avvenire? Cioè, preso il volume della cellula, numero di molecole, dimensione e velocità media delle stesse...vedere se la probabilità di formazione di una catena lunga N non sia troppo schifosamente bassa (e la velocità troppo schifosamente alta)!! Perchè è troppo comodo propagandare una soluzione probabilistica, ma è mai stato fatto questo conto? E se poi si vede che non ci siamo proprio??

Non voglio polemizzare, ma anche se ho le mie convinzioni "campistiche" sono interessato sinceramente a capire se esistono altre soluzioni valide (non convenzionalistiche ovviamente)!

A voi!!

[livingreen]

come mai il vapore acqueo, condensando (e quindi assumento una disposizione delle molecole più ordinata) raffredda? Cioè, come mai per ottenere ordine (perchè di questo si tratta) viene ceduta energia?

Secondo me, la domanda va come minimo rovesciata:
"come mai il vapore acqueo, raffreddandosi, si condensa in acqua (e quindi assumento una disposizione delle molecole più ordinata)?

[begonzo]

"come mai il vapore acqueo, raffreddandosi, si condensa in acqua (e quindi assumento una disposizione delle molecole più ordinata)?

E io ti potrei rispondere con la CQED: al diminuire delle fluttuazioni termiche, il campo em (la teoria spiega come nasce e si evolve, non compare dal nulla, beninteso) non è più ostacolato da queste e riesce ad "agganciare" le molecole, che fin da prima risuonavano a ben determinate frequenze.

Attenzione, questa spiegazione non è convenzionalismo: lo sarebbe se avessi detto che è così e basta, che è lo stato di minima energia..
...ma supporre che le molecole si attacchino solo mediante le forze elettrostatiche...uhm...

Facciamo l'esempio del ferro (cambia la sostanza, non il discorso): a pressione atmosferica, come mai a 3000 gradi è gassoso (distanze interatomiche 80 volte il diametro dell'atomo e 25 volte la distanza nel solido) e a 2999 gradi diventa liquido?

[livingreen]

la mia puntualizzazione era sul modo di esprimersi...

Tu hai detto: "il vapore, condensando, si raffredda"
Io dico invece "il vapore, raffreddandosi, condensa"

E' invertito il rapporto fra causa ed effetto, perchè è la sottrazione di calore che causa la condensazione, e non la condensazione a causare la diminuzione di temperatura.

[begonzo]

Tu hai detto: "il vapore, condensando, si raffredda"
Io dico invece "il vapore, raffreddandosi, condensa"

Ok, ma allora io chiedo: come mai raffredandosi condensa? Con le sole forze elettrostatiche, che sono a cortissimo raggio, non dovrebbe succedere!
Vedi l'esempio del ferro!

[eroyka]

Begonzo e livingreen... state dicendo la stessa cosa da due punti di vista diversi. Begonzo, livin non vuole sminuire la tua domanda ma vederla dal lato più "scientificamente" consono.

Vediamo un po se qualcuno saprà cosa rispondere.... interessante bravo!
Roy

[Nabla]

Problema 1.
Quando il rapporto fra l'energia cinetica traslazionale delle molecole e l'energia potenziale d'interazione è minore o = a 1 le forze attrattive cominciano a prevalere su quelle traslazionali determinando quindi il passaggio a uno stato condensato.
È convenzionalismo questo? Perché pregiudicare il convenzionalismo come non corretto?
Inoltre, Begonzo, ti sottolineo il fatto che è possibilie condensare un qualsiasi vapore (ripeto vapore, e non gas) senz'abbassarne la sua temperatura (quindi non avviene alcun raffreddamento) ma solo aumentandone la pressione (= compressione isoterma).
Il fatto che certe reazioni chimiche e/o fisiche procedano spontaneamente nel verso che minimizza l'opportuna funzione potenziale termodinamica è appunto spiegato dalla termodinamica (a mio giudizio, per la comprensione, è addirittura sufficiente la termodinamica classica, senz'addentrarsi nella termodinamica statistica). Non vedo perché complicarsi notevolissimamente le cose tirando in ballo l'elettrodinamica quantistica.

[begonzo]

Quando il rapporto fra l'energia cinetica traslazionale delle molecole e l'energia potenziale d'interazione è minore o = a 1 le forze attrattive cominciano a prevalere su quelle traslazionali determinando quindi il passaggio a uno stato condensato.
È convenzionalismo questo? Perché pregiudicare il convenzionalismo come non corretto?

Attenzione! Ovvio che quando una forza (o una forma di energia) prevale sull'altra, si rompe un equilibrio, o si genera un diverso squilibrio..insomma..il sistema cambia!!
Ma io chiedo COME cambia! Se rileggi l'esempio del ferro, com'è possibile che a 3000 gradi sia gassoso e a 2999 liquido? Basta l'abbassamento di un solo grado e le distanze interatomiche si abbassano tremendamente!!

La CQED, che è solo un MODELLO (come qualsiasi altra teoria scientifica) permette di CALCOLARE, cioè ricavare analiticamente i valori (i numeri) che sintetizzano il comportamento del sistema al variare delle 3 coordinate termodinamiche (temperatura, volume, pressione)! La meccanica statistica classica, che ha dato poi origine alla termodinamica, è capace di fare altrettanto?

[mgb2]

Ciao Nabla,

Begonzo forse voleva andare più in profondità di quanto scritto.
E il problema non è sul COME ma sul PERCHE.

Il tuo convenzionalismo va benissimo perchè riesci a descrivere ciò che accade con un "buon" grado di precisione.

In realtà, la tua affermazione sul rapporto fra T e U si basa su calcoli di meccanica statistica quantistica, che può anche andar bene per descrivere cosa accade ma non per capirne il perchè, e quindi non ti aiuta a progredire nella conoscenza della "realtà".


In particolare stai considerando la T e la U di un sistema di N particelle interagenti, escludendo la loro interazione col campo e.m. (perchè?).
Vediamo a quale paradosso vai incontro.

La storia ci parla di una prima unificazione di spazio e tempo, poi ci siamo imbattuti nel campo e.m. e abbiamo cominciato a parlare di interazione tra campo e.m e materia e, verso gli anni '50, con la QFT, si è cominciato a parlare di campo di materia: il campo quantistico.

Quindi abbiamo da una parte il campo di gauge (o e.m.) e dall'altra il campo di Dirac (materia), e la loro interazione.

Conosciamo bene la distinzione fra stati e osservabili in fisica classica (CP):

Qualsiasi sitema fisico, al tempo t, "è", cioè esiste, in un particolare "stato".
Lo stato è un punto dello spazio delle fasi (PS) di dimensione 2f (gradi di libertà lagrangiani).
Lo PS classico è quindi rappresentato dallo spazio dei vettori di componenti (qi,pi).
Per un campo invece lo PS è infinito-dimensionale ed è identificato dalle componenti del campo e del suo momento coniugato.
Tutte le osservabili (e quindi anche la traiettoria) sono rappresentate da ben definite funzioni O(qi,pi) che, al tempo t, assumono dei ben determinati valori reali, una volta determinate le qi(t) e le pi(t).

Cioè in CP non c'è distinzione fra stati e osservabili.

La conseguenza fondamentale è che il processo di misura di qi e pi non perturba in nessun modo lo stato del sistema: l'osservabilità è illimitata.

Nella fisica quantistica (QP) invece l'osservabilità è limitata, c'è una profonda differenza fra stati e osservabili e se lo stato non è autostato di un'osservabile, il suo valor di aspettazione è solo il valor medio statistico dei possibili risultati di una misura di O.
Quindi, la limitata osservabilità, produce una profonda metamorfosi nel modo in cui descriviamo la natura: la determinazione completa delle osservabili può solo essere predetta statisticamente.

Ma ciò la dice lunga sul fatto che la "reale" architettura del mondo possa essere descritta in questo modo !

Un'altra conseguenza della limitata osservabilità sta ne fatto che il PS perde ogni significato nella QP.

Il principio di Heisenberg ne è una dimostrazione: se Delta(x)=0 (come accade quando |psi>=|x>) Delta(p)=inf , quindi non esiste una ben determinata traiettoria nello PS.

Ma concentriamoci per adesso sulla "traiettoria"

In CP la nozione di "punto materiale" è inseparabile da quella della sua traiettoria.
Inoltre, la continuità della stessa ci permette di "identificare" il particolare punto materiale e di distinguerlo da quelli vicini, non ha importanza quanto vicini essi possano essere: cioè i suoi gradi di libertà sono ben definiti e osservabili.
Quindi, il realismo della CP di un sistema con un numero di gradi di libertà finito (insieme finito di punti materiali) è fortemente radicato sia nella descrizione teorica (la traiettoria) sia nell'osservazione sperimentale (le osservabili).

In QP invece, l'impossibilità di attribuire ben determinati valori a X e P implica "in principio" che nessuna traiettoria possa essere assegnata ad una particella quantistica.
Se la |psi>=|p> la particella è completamente delocalizzata, come un'onda piana del campo e.m. Se invece |psi>=|x> tutto quello che la QP ci può dire è la probabilità che un apparato di misura posto in x ha di trovare un oggetto che, come la particella classica, è puntiforme.

Ed è qui che la nostra percezione della "realta" del sistema fisico entra in crisi:
da una parte il sistema "è" nello stato |p>, la cui struttura spaziale è wave-like, dall'altra, quando esploriamo la regione spaziale in cui "si trova" il sistema, lo troviamo come oggetto puntiforme.

Non c'è dubbio che entrambi gli aspetti appartengano al regno della "realtà fisica", il vero problema è che appaiono inconciliabili: cioè "non possono appartenere allo stesso oggetto fisico".

Ed è qui che entra in gioco l'interpretazione di Copenaghen che risolve il problema rigettando ogni realismo ed inventandosi la sorprendente nozione di "wave-particle complementarity" secondo la quale la particella quantistica si comporta "talvolta" come onda e "talvolta" come particella, a seconda del tipo di misura che effettuiamo.

(non so a voi, ma non mi è mai andata giù questa affermazione)

In questo modo, la risposta alla domanda: "cosa è realmente una particella quantistica" viene completamente messa fuori dagli scopi della meccanica quantistica, i cui obiettivi si riducono semplicemente al calcolo statistico delle osservazioni.

Il problema della QP quindi sta nell'assunzione che, attraverso le idee e i postulati della cinematica quantistica, si possa costruire una teoria del "sistema isolato di punti materiali", cioè di un sist con un n° finito di gradi di libertà lagrangiani.

Ma, senza la possibilità di definire attraverso l'osservazione una traiettoria, automaticamente scompare la possibilità di "poter parlare" di un ben definito, localizzato, sistema di punti materiali, la cui "identità" è la vera "condicio sine qua non" per definire i suoi gradi di libertà, contrariamente alle pretese della QP.

Quindi si può concludere dicendo che l'impossibilità di identificare una traiettoria porta all'impossibilità di avere una meccanica quantistica realistica.

Per cui, la tua affermazione statistica su T e U è buona solo a descrivere un fenomeno senza però afferrarne il senso.

Il tuo convenzionalismo non mi aiuta a capire.

Quello dei campi in interazione (cioè fotoni ed elettroni come quanti dei rispettivi campi già esistenti anche quando non sono in interazione) invece rende le cose più semplici, senza problemi di localizzazione e riducendo la meccanica quantistica ad un caso particolare (nel limite di basse densità di campo) della teoria dei campi.

Una volta descritto in termini campistici quindi, l'evoluzione del sistema delle N particelle che abbiamo considerato all'inizio, brilla di una nuova luce e permette di fare delle osservazioni e di trarre delle conclusioni che, nel quadro più riduttivo della QP statistica e dell'interpretazione di Copenaghen, non ti eri mai posto.
Anzi, non ti potevi porre.

Begonzo dimmi se ho centrato il problema.

Ciao

[begonzo]

Provo ad essere più chiaro: semplicemente all'interno del modello CQED esiste una formula, o un insieme di formule, che permette di ottenere ANALITICAMENTE il valore di 4 gradi C come valore di massima densità dell'acqua, ad esempio!! Ecco cosa intendevo!

E quindi accontentarsi della spiegazione tradizionale (cambiamenti di fase, stato di minima energia ecc) senza spiegazione dinamica del sistema...ecco cos'è il convenzionalismo! Ed ecco perchè è sbagliato!

E quindi ripeto: la termodinamica classica è capace di fare altrettanto?


ps.
postato appena dopo la tua risposta, mgb2! Erhm non saprei se hai o no centrato il problema....le robe troppo tecniche tendo a non capirle....

[Wattos]

ciao, forse in parole semplici è come dire che il 97% di particelle di ferro fa quello che deve fare cioè diventa liquido e si raffredda, e il restante 3% diciamo che fa i capricci e come dici tu sfugge alle probabilità è vero e non vuole quindi cedere via il suo calore e rimane a saltellare allegramente... (ma ahimè per 1 istante o 2 poi dovrà cederlo alle molecole a fianco a lui e prima o poi anche lui cederà il suo calore e diventerà liquido ed ecco spiegato ancora in un altro modo perchè le trasformazioni reversibili e quindi + lente sono le + efficaci in quanto tutti fanno la stessa cosa in 1 certo istante come può essere cedere calore o spingere un pistone o almeno si dovrebbe avere 1 probabilità maggiore che tutti, in quel momento, dovrebbero farlo...)

in questo caso è spiegato anche il proverbio chi va con la molecola zoppa impara a zoppicare (scherzo scherzo)

[unbeliever]

Note di Moderazione: Non è consentita la citazione di un intero messaggio. nll

Se "spiegazione dinamica" vuol dire "con calcoli di dinamica molecolare" allora la risposta e' si.

Se "spiegazione dinamica" vuol dire
"parto dalla quantum field theory dipendente dal tempo,
ottengo equazioni macroscopiche di trasporto e poi la termodinamica di equilibrio", allora la risposta e' ancora si.

E ovviamente non c'e' bisogno di invocare la "coerenza".
Sono cose piuttosto ovvie.
Si veda il libro di Kadanoff e Baym,
Amazon.com: Quantum Statistical Mechanics (9780201410464): Leo Kadanoff, Gordon Baym: Books
la prima edizione e' degli anni 60...

[cf73cf]

ciao a tutti,

sono nuovo e molto curioso di capire la vostra discussione.

se ho ben capito (?) da una parte si ottiene il risultato (densità massima a 4°C) analiticamente e da un'altra lo si ottiene statisticamente.

Uno lo ricava in base a principi primi ottenendo delle equazioni che si possono risolvere senza l'uso di calcolatori e l'altro invece fa ricorso alla statistica...

Come si fa a capire quale dei due approcci è migliore dal pdv della comprensione del fenomeno ???
Cioè, voglio dire, per me è importante capire perchè si arrivi ad una conclusione, non mi basta solo che un modello funzioni.

E voi, come la pensate?

ciao

[GabriChan]

Ciao a tutti...
Scusate una curiosità, se qualcuni me la sa spiegare... immaginiamo le due piastre di una cella elettrolitica, l'acqua e soggetta anche ad un campo elettromagnetico formato dalla corrente che passa nell'elettrolita che ne deforma la disposizione del reticolo. Ora se le superfici delle piastre non sono uguali,come ad esempio nelle prove di fusione al plasma, dove il rapporto di superfici puo variare anche di un 1000:1 la disposizione del reticolo verrà fortemente Distorto (Ho notato che ha una distribusione del tipo 1/(d*d) dove d è la distanza) Ora la mia domanda è questa: cosa succede a livello molecolare in quelle condizioni?

Ciao

[Nabla]

l'acqua è soggetta anche ad un campo elettromagnetico formato dalla corrente che passa nell'elettrolita che ne deforma la disposizione del reticolo.

Il reticolo (cristallino??) dell'acqua liquida???

[GabriChan]

Si Nabla l'acqua tende a formare dei cluster (ragruppamenti di molecole ordinate) considera la molecola come un bipolo.... liberi di muoversi, formeranno delle strutture il più equilibrate possibili.

http://www.btinternet.com/~martin.ch...strct.html#clu

[unbeliever]

Nei problemi a molti corpi interagenti e' molto
difficile ottenere soluzioni analitiche esatte.
Si possono, a volte, ottenere soluzioni analitiche approssimate.
Se le approssimazioni sono sensate i risultati analitici
approssimati possono essere in ottimo accordo con
gli esperimenti.

Piu' spesso, le approssimazioni portano ad equazioni
relativamente semplici che possono essere risulte
con il computer.

Negli ultimi anni l'uso del computer e' utilizzato
per calcoli numerici "ab initio", cioe' risolvendo le equazioni
complete, non approssimate. Questo si puo' fare
con un numero non troppo grande di particelle,
dell'ordine del centinaio o migliaio.

In Italia alla SISSA di Trieste c'e' un gruppo molto
quotato negli studi numerici "ab initio" quantistici
SISSA

L'approccio di Preparata rientrava invece nella strategia,
utilizzata da moltissimi ricercatori,
di utilizzare approssimazioni sensate per ottenere
equazioni semplificate.

Per la "dinamica molecolare" classica e quantistica qui
c'e' qualche dettaglio
Dinamica molecolare - Wikipedia

Note di Moderazione: Non è consentita la citazione di un intero messaggio. nll

[cf73cf]

grazie per la spiegazione,

ma non hai risposto alla mia domanda.

"quale dei due approcci è migliore dal pdv della comprensione di un fenomeno ???"

da come hai impostato il discorso, sembrerebbe che l'ideale sarebbe quello di ottenere delle soluzioni analitiche esatte.

Ma perchè?
Quale è la differenza dal pdv concettuale?
Quali informazioni perdiamo in un caso o nell'altro ?

ciao

[mgb2]

Ciao unbeliever,

finalmente ci risentiamo !

ero rimasto in attesa di un tuo commento a questo vecchio post:
http://www.energeticambiente.it/fusi...#post118944275

Ciao

[unbeliever]

"quale dei due approcci è migliore dal pdv della comprensione di un fenomeno ???"
da come hai impostato il discorso, sembrerebbe che l'ideale sarebbe quello di ottenere delle soluzioni analitiche esatte.
Ma perchè?
Quale è la differenza dal pdv concettuale?
Quali informazioni perdiamo in un caso o nell'altro ?

Per me, nel caso di un sistema costituito da molti oggetti in interazione, la cosa migliore e' ridurre il problema a poche "variabili collettive" (ad esempio, nei fluidi, densita', pressione, temperatura) e trovare le equazioni (approssimate) che ne descrivono il comportamento al variare dello tempo e dello spazio.

Cioe', per me, e' meglio la termodinamica (di equilibrio e non)
della fisica statistica, al fine di avere un'idea intuitiva di cosa
sta facendo il sistema.

Pero' spesso la meccanica statistica e' utile per ricavare queste
equazioni delle "variabili collettive".
Ad esempio, Boltzmann e' il padre della meccanica statistica,
ma ha anche scritto l'equazione del trasporto di Boltzmann,
che e' una tipica equazione per "variabili collettive".

Non e' poi detto che queste equazioni della "variabili collettive"
possano essere risolte analiticamente.
Per fortuna ci sono i computers ed il calcolo numerico.

[cf73cf]

grazie,

allora speriamo nei computers.

ciao

[begonzo]

Ciao amici,

è di pochi giorni fa questo articolo de Le Scienze:
Principio di indeterminazione: Heisenberg sbagli? la spiegazione? - Le Scienze

Essendo ancora valido il mio interesse per la CQED e, in generale, per i pensieri di Preparata, Del Giudice ecc, appena l'occhio mi è caduto sulla frase

dall’altro un’indeterminazione intrinseca.

ho subito pensato: ma non sarà perchè il mondo quantistico è intrinsecamente fluttuante? Esattamente quello che dicono i sopracitati scienziati da anni!

Che dite? Ho voluto revitalizzare questo vecchio post.
Ora, a voi!