Che cosa si chiama quando la massa residua delle singole particelle viene distrutta, ma rimane l' equivalente inerzia del sistema delle due particelle?
doc-5288
Per esempio, si consideri l' annientamento elettrone-positrone, in cui la massa residua delle singole particelle viene distrutta, ma l' equivalente inerzia del sistema delle due particelle (la sua massa invariante) rimane (poiché tutta l' energia è associata alla massa), e questa inerzia e la massa invariante viene trasportata da fotoni che individualmente sono massless, ma come un sistema mantengono la loro massa. Si tratta di un processo reversibile - il processo inverso si chiama creazione di coppia - in cui la massa residua delle particelle è creata dall' energia di due (o più) fotoni che annientano. In questo sistema la materia (elettroni e positroni) viene distrutta e trasformata in energia non materiale (i fotoni). Tuttavia, la massa totale del sistema e l' energia non cambiano durante questa interazione.
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doc-5292
La materia può essere convertita in energia (e viceversa), ma la massa non può mai essere distrutta; piuttosto, l' equivalenza massa/energia rimane una costante sia per la materia che per l' energia, durante qualsiasi processo quando sono convertite l' una nell' altra. Tuttavia, poiché  è estremamente grande rispetto alle normali scale umane, la conversione della quantità ordinaria di materia (per esempio, 1 kg) in altre forme di energia (come calore, luce e altre radiazioni) può liberare enormi quantità di energia (~ joule = 21 megaton di TNT), come si può vedere nei reattori nucleari e nelle armi nucleari. Al contrario, l' equivalente di massa di un' unità di energia è minuscolo, motivo per cui una perdita di energia (perdita di massa) dalla maggior parte dei sistemi è difficile da misurare in base al peso, a meno che la perdita di energia è molto grande. Nella fisica nucleare ad alta energia si trovano esempi di trasformazione dell' energia in materia (energia cinetica in particelle con massa di riposo).
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doc-9765
Tutti gli oggetti della vita quotidiana che possiamo imbatterci, toccare o schiacciare sono composti da atomi. Questa materia atomica è a sua volta costituita da particelle subatomiche interagenti, di solito un nucleo di protoni e neutroni, e da una nuvola di elettroni in orbita. In genere, la scienza considera queste particelle composte come materia perché hanno sia massa di riposo che volume. Al contrario, le particelle prive di massless, come i fotoni, non sono considerate materia, perché non hanno né massa di riposo né volume. Tuttavia, non tutte le particelle con massa di riposo hanno un volume classico, poiché le particelle fondamentali come quark e leptoni (a volte equiparate alla materia) sono considerate "particelle punto-punto" senza dimensione o volume effettivo. Tuttavia, i quark e i leptoni insieme costituiscono la "materia ordinaria"e le loro interazioni contribuiscono al volume effettivo delle particelle composte che compongono la materia ordinaria.
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doc-5295
Secondo la conservazione dell' energia, l' energia non può essere creata (prodotta) né distrutta da sola. Può solo essere trasformato. L' afflusso totale di energia in un sistema deve essere uguale al deflusso totale di energia dal sistema, più la variazione dell' energia contenuta nel sistema. L' energia è soggetta a una rigorosa legge di conservazione globale; cioè, ogni qualvolta si misura (o si calcola) l' energia totale di un sistema di particelle le cui interazioni non dipendono esplicitamente dal tempo, si scopre che l' energia totale del sistema rimane sempre costante.
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doc-9768
Diversi campi della scienza usano il termine materia in modi diversi e talvolta incompatibili. Alcuni di questi modi si basano su significati storici sciolti, da un' epoca in cui non c' era ragione di distinguere massa e materia. In quanto tale, non esiste un unico significato scientifico universalmente riconosciuto della parola "materia". Dal punto di vista scientifico, il termine "massa" è ben definito, ma non "materia". Talvolta nel campo della fisica la "materia" è semplicemente equiparata a particelle che esibiscono massa di riposo (cioè che non possono viaggiare alla velocità della luce), come quark e leptoni. Tuttavia, sia in fisica che in chimica, la materia presenta proprietà sia ondulatorie che particellari, la cosiddetta dualità onda-particella.
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doc-13786
Dai suoi diagrammi di un piccolo numero di particelle che interagiscono nello spazio-tempo, Feynman potrebbe poi modellare tutta la fisica in termini di rotazioni di quelle particelle e la gamma di accoppiamento delle forze fondamentali. Feynman ha tentato una spiegazione delle forti interazioni che regolano la diffusione dei nucleoni chiamati modello parton. Il modello parton è nato come complemento al modello quark sviluppato dal suo collega Caltech Murray Gell-Mann. Il rapporto tra i due modelli era oscuro; Gell-Mann ha definito i partoni di Feynman derisivamente "put-ons". A metà degli anni' 60, i fisici credevano che i quark fossero solo un dispositivo contabile per la simmetria dei numeri, non particelle reali, poiché le statistiche della particella Omega-minus, se interpretate come tre quark identici e strani, sembravano impossibili se i quark fossero reali. L' acceleratore lineare Stanford acceleratrice profonda esperimenti di dispersione anelastica di Stanford della fine degli anni' 60 mostrò, analogamente all' esperimento di Ernest Rutherford di spargere particelle alfa su nuclei d' oro nel 1911, che i nucleoni (protoni e neutroni) contenevano particelle puntuali che disperdevano elettroni. Era naturale identificarli con i quark, ma il modello parton di Feynman cercava di interpretare i dati sperimentali in modo tale da non introdurre ulteriori ipotesi. Ad esempio, i dati hanno mostrato che circa il 45% della quantità di energia è stata veicolata da particelle elettricamente neutre nel nucleone. Queste particelle elettricamente neutre sono ora considerate essere i gluoni che trasportano le forze tra i quark e portano anche il numero quantico di colore trivalutato che risolve il problema Omega-minus. Feynman non contestava il modello del quark; ad esempio, quando nel 1977 fu scoperto il quinto quark, Feynman segnalò immediatamente ai suoi studenti che la scoperta implicava l' esistenza di un sesto quark, scoperto nel decennio successivo alla sua morte.
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doc-16811
Il vuoto è utile in una varietà di processi e dispositivi. Il suo primo uso diffuso fu nella lampadina ad incandescenza per proteggere il filamento dalla degradazione chimica. L' inerzia chimica prodotta dal vuoto è utile anche per la saldatura a fascio elettronico, la saldatura a freddo, il confezionamento sotto vuoto e la frittura a vuoto. L' ultra-elevato vuoto viene utilizzato nello studio di substrati atomicamente puliti, in quanto solo un ottimo aspirapolvere conserva superfici pulite su scala atomica per un tempo ragionevolmente lungo (sull' ordine di minuti a giorni). Il vuoto da alto a ultra-alto elimina l' ostruzione dell' aria, permettendo ai fasci di particelle di depositare o rimuovere materiali senza contaminazione. Questo è il principio alla base della deposizione chimica del vapore, della deposizione fisica del vapore e dell' incisione a secco, che sono essenziali per la fabbricazione di semiconduttori e rivestimenti ottici e per la scienza delle superfici. La riduzione della convezione fornisce l' isolamento termico delle bottiglie di thermos. Il vuoto profondo abbassa il punto di ebollizione dei liquidi e favorisce il degassamento a bassa temperatura che viene utilizzato per l' essiccazione al congelamento, la preparazione di adesivi, la distillazione, la metallurgia e lo spurgo dei processi. Le proprietà elettriche del vuoto rendono possibili microscopi elettronici e tubi sottovuoto, compresi i tubi a raggi catodici. L' eliminazione dell' attrito dell' aria è utile per lo stoccaggio dell' energia del volano e per le ultracentrifughe.
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doc-12308
Allo stesso modo, la piccolezza della costante Planck riflette il fatto che gli oggetti e i sistemi quotidiani sono costituiti da un gran numero di particelle. Ad esempio, la luce verde con una lunghezza d' onda di 555 nanometri (la lunghezza d' onda approssimativa alla quale gli occhi umani sono più sensibili) ha una frequenza di 701454000000000000000?540 THz (701454000000000000000?540×1012 Hz). Ogni fotone ha un' energia E = hf = 69813580000000000000000?3,58×10-19 J. Si tratta di una quantità molto piccola di energia in termini di esperienza quotidiana, ma l' esperienza quotidiana non riguarda i fotoni individuali più che i singoli atomi o molecole. Una quantità di luce compatibile con l' esperienza quotidiana è l' energia di una mole di fotoni; la sua energia può essere calcolata moltiplicando l' energia del fotone per la costante Avogadro, NA 70236022000000000000000?6.022×1023 mol-1? Il risultato è che la luce verde della lunghezza d' onda 555 nm ha un' energia di 70052160000000000000000000000?216 kJ/mol, un' energia tipica della vita quotidiana. particelle.
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doc-16794
Nel 1930, Paul Dirac propose un modello del vuoto come un mare infinito di particelle con energia negativa, chiamato il mare Dirac. Questa teoria ha contribuito a perfezionare le previsioni della sua prima formula formula equazione Dirac, e con successo previsto l' esistenza del positrone, ha confermato due anni più tardi. Il principio di incertezza formulato da Werner Heisenberg nel 1927, prevede un limite fondamentale entro il quale è possibile misurare la posizione e lo slancio istantanei, l' energia e il tempo. Ciò ha conseguenze di vasta portata sul "vuoto" dello spazio tra le particelle. Alla fine del XX secolo sono state confermate le cosiddette particelle virtuali che nascono spontaneamente dallo spazio vuoto.
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doc-8506
Von Neumann è stato il primo a stabilire un quadro matematico rigoroso per la meccanica quantistica, noto come assiomi Dirac-von Neumann, con il suo lavoro del 1932 Matematica Fondamenti matematici della Meccanica Quantistica. Dopo aver completato l' assiomatizzazione della teoria del set, cominciò a confrontarsi con l' assiomatizzazione della meccanica quantistica. Si rese conto, nel 1926, che uno stato di un sistema quantistico poteva essere rappresentato da un punto in uno spazio (complesso) Hilbert che, in generale, poteva essere infinite-dimensionale anche per una singola particella. In questo formalismo della meccanica quantistica, le grandezze osservabili come la posizione o il momento sono rappresentate come operatori lineari che agiscono sullo spazio di Hilbert associato al sistema quantistico.
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doc-16790
La qualità di un vuoto parziale si riferisce al grado di avvicinamento ad un vuoto perfetto. A parità di altre condizioni, una pressione del gas inferiore significa un vuoto di qualità superiore. Ad esempio, un aspirapolvere tipico produce aspirazione sufficiente a ridurre la pressione dell' aria di circa il 20%. Sono possibili vuoti di qualità molto superiore. Le camere a vuoto ultra-alte, comuni in chimica, fisica e ingegneria, operano al di sotto di un trilionesimo (10-12) della pressione atmosferica (100 nPa) e possono raggiungere circa 100 particelle/cm3. Lo spazio esterno è un vuoto di qualità ancora maggiore, con l' equivalente di pochi atomi di idrogeno per metro cubo in media. Secondo la comprensione moderna, anche se tutta la materia potesse essere rimossa da un volume, non sarebbe ancora "vuota" a causa delle fluttuazioni del vuoto, dell' energia scura, dei raggi gamma in transito, dei raggi gamma, dei raggi cosmici, dei neutrini e di altri fenomeni della fisica quantistica. Nell' elettromagnetismo del XIX secolo, si pensava che il vuoto fosse riempito di un mezzo chiamato etere. Nella fisica moderna delle particelle, lo stato di vuoto è considerato lo stato della materia.
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