Cosa vedrei ....

[Roberto]

07.10.2003
Il tempo è relativo
Un esperimento con ioni di litio fornisce una nuova conferma alla teoria di Einstein


La relatività del tempo, prevista dalla teoria di Einstein, è stata nuovamente confermata, e con una precisione ancora maggiore che in passato. Il concetto di dilatazione temporale spiega come mai la durata di un periodo misurata da due osservatori con orologi identici differisce se uno dei due viaggia a una velocità V non nulla rispetto all'altro: la dilatazione sarà maggiore quanto più V si avvicina alla velocità della luce.
In un esperimento condotto da Gerald Gwinner, Dirk Schwalm e colleghi del Max-Planck-Institut di Fisica Nucleare a Heidelberg, in Germania, gli orologi erano rappresentati da ioni di litio. Gli ioni sono stati bersagliati da raggi laser, provenienti da entrambe le direzioni, che li hanno temporaneamente portati in uno stato eccitato, inducendo fluorescenza. Confrontando le lunghezze d'onda laser di risonanza con quella di transizione di uno ione stazionario, e considerando l'effetto Doppler (l'apparente spostamento della lunghezza d'onda quando la sorgente è in movimento), i ricercatori sono giunti a calcolare il valore della dilatazione temporale.
Nell'esperimento, descritto in un articolo (di Guido Saathoff et al.) pubblicato sulla rivista "Physical Review Letters", gli ioni di litio si muovevano a una velocità di 19.000 km/sec, circa il 6,4 per cento della velocità della luce (corrispondente a un'energia di 13,3 MeV, il massimo raggiungibile con il locale anello di accumulazione per ioni pesanti). La nuova misura, con un'incertezza di 2,2 x 10-7, è circa quattro volte più precisa dei valori precedenti.


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[Earon]

Azz!!!!

te ce sei messo d'impegno, stavolta!

[Roberto]

novembre 2002
Come costruire una macchina del tempo
Paul Davies






- Viaggiare in avanti nel tempo è abbastanza facile. Se ci si muove quasi alla velocità della luce o ci si posiziona in un forte campo gravitazionale, si può sperimentare uno scorrere del tempo più lento rispetto al resto dell?universo: ciò equivale a dire che, rispetto agli altri, si sta viaggiando nel futuro.
- Viaggiare nel passato è invece più difficile. La teoria della relatività lo permette in determinate configurazioni dello spazio-tempo: un universo in rotazione, un cilindro in rotazione e, caso più celebre, un cunicolo: un varco attraverso lo spazio e il tempo.
- In ogni caso, le leggi della fisica non impediscono, in linea di principio la costruzione di una macchina del tempo, anche se la realizzazione di un simile dispositivo è tutt'altro che semplice.



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[Roberto]

gennaio 2001
Più veloce della luce?
Daniela Mugnai


Il testo integrale dell'articolo si trova su «Le Scienze» di gennaio 2001

Anche tra coloro che hanno messo fine ai loro interessi scientifici con l?esame di maturità pochi hanno dimenticato che la velocità della luce è un limite invalicabile. Per le più svariate ragioni, nella mente di tutti è ben impresso questo concetto: nulla può superare la velocità della luce. Non solo, ma ammettere il suo superamento porta a quelli che in fisica si chiamano «paradossi», che sono alla base della moderna fantascienza.
E forse è per questo che la notizia di recenti misure, relative alla propagazione in aria di onde elettromagnetiche, nelle quali si evidenziava un comportamento «superluminale» ha valicato il confine dei laboratori per invadere i mezzi di comunicazione.
Nell?esperimento condotto a Firenze - all?Istituto di ricerca sulle onde elettromagnetiche «Nello Carrara» del Consiglio nazionale delle ricerche - si è indagata proprio questa zona, considerando un particolare insieme di onde noto come fascio di Bessel. Nelle misure eseguite con il nostro apparato sperimentale, il ritardo relativo alla distanza di un metro è pari a 3,155 nanosecondi, più breve rispetto a quello di 3,333 nanosecondi che si sarebbe ottenuto per una velocità di propagazione uguale a quella della luce: la velocità del fascio di Bessel è superiore a c del 5 per cento. In un altro caso, la velocità è risultata di circa il 25 per cento maggiore di quella della luce.
Per comprendere i risultati dell?esperimento è bene ricordare che le onde elettromagnetiche sono caratterizzate da tre diverse velocità: la velocità di fase, la velocità di gruppo, e la velocità del segnale, che è la più importante, poiché da essa dipende il trasporto dell?informazione. Le prime due possono essere superiori a c, mentre la velocità del segnale ha come limite invalicabile la velocità della luce. Così, nell?esperimento descritto, la modulazione di una portante origina un pacchetto d?onde e la velocità a esso legata è una velocità di gruppo ma, a rigore, non si può parlare di velocità del segnale.
Viene perciò da chiedersi perché l?esperimento abbia destato tanto clamore. I motivi principali sono due. Il primo è che la grande semplicità dell?esperimento non lascia spazio a fantasiose speculazioni e a modelli teorici ad hoc. Nel nostro caso, le leggi che governano la propagazione sono quelle ben note.
Il secondo motivo si basa sulle seguenti considerazioni: se supponiamo di avere impulsi sempre più rarefatti, può la misura subire dei cambiamenti rispetto a quella già fatta? E ancora: l?esperimento si è svolto in assenza di dispersione e in questa situazione, per le onde elettromagnetiche, le tre velocità coincidono. Si può estendere questa conclusione anche ai fasci di Bessel?
Speculazioni teoriche di questo tipo sembrerebbero non escludere la possibilità che anche la velocità del segnale possa superare la velocità della luce nel vuoto. Occorre tuttavia grande cautela: per chiarire il problema sono necessarie ulteriori indagini, sia teoriche sia sperimentali.
Ma se risultasse che anche la velocità del segnale è superiore a c, che cosa succederebbe? Sarebbe una scoperta interessante, ma certo non un annullamento delle leggi fisiche preesistenti. Nuove scoperte porteranno sempre a un allargamento della conoscenza e a un suo arricchimento, mai a un annullamento.



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