Unità energetiche pulsanti/oscillanti: fotone ed elettrone

Prefazione

Negli scritti precedenti siamo partiti da un concetto fondamentale per sviluppare la nostra ipotesi sulla struttura delle particelle elementari. Si tratta del punto energetico in movimento. Abbiamo supposto che questo punto compie due movimenti, uno reale e uno immaginario, che abbiamo chiamato “salto quantistico”. Il punto energetico da noi ipotizzato è, di fatto, un punto materiare che si muove come una particella nello spazio vuoto.

Sulla base di questo concetto fondamentale, l’energia non è primaria ma secondaria. Primari sono il punto energetico, analogo a un punto materiale, e il vuoto.  Sono convinto, invece, che primaria sia l’energia e che niente preesista all’energia, neanche il vuoto. Questa mia convinzione mi spinge a modificare il concetto fondamentale che non è più il “punto materiale” ma la “pulsazione” o il “pulsare”. La pulsazione può essere intesa come una forma di pura energia, da cui partire per cercare di spiegare la natura delle particelle elementari.

L’onda elettromagnetica

Osserviamo l’immagine in basso. E’ illustrata l’onda elettromagnetica. L’oscillazione elettrica E avviene lungo il piano x; l’oscillazione magnetica B avviene lungo il piano y. La direzione del vettore velocità è l’asse z.  (figura 1)

 Figura 1. Un’onda elettromagnetica sinusoidale polarizzata linearmente che si propaga nella direzione +z in un mezzo omogeneo, isotropo e senza perdite (come potrebbe essere il vuoto). Il campo elettrico (frecce blu) oscilla nella direzione ±x, mentre il campo magnetico (frecce rosse), ortogonale a +z oscilla nella direzione ±y, in fase con il campo elettrico. 

Notiamo che l’onda elettromagnetica è composta di vettori elettrici (frecce blu) e magnetici (frecce rosse) d’intensità crescente e decrescente che si propagano nel vuoto. Nel sito Wikipedia è illustrata l’animazione dell’onda elettromagnetica. In quest’animazione si nota il formarsi dei vettori che generano l’oscillazione ondulatoria.

 Pulsazioni

Osservando la generazione dei vettori elettrici e magnetici possiamo ipotizzare che i vettori siano pulsazioni energetiche.

Sappiamo che i fisici utilizzano, come linea guida alle loro teorizzazioni, l’equazione della funzione d’onda di Schroedinger con le sue soluzioni. Stranamente, in ogni soluzione dell’equazione di Schroedinger, appaiono numeri complessi. Ad esempio, può capitare che nel punto “x” l’ampiezza dell’onda sia pari a 0,3 + 0,5i, dove “i” è uguale alla radice quadrata di -1. In altre parole, il numero “i” moltiplicato per se stesso da come risultato -1. Un numero reale sommato a un altro numero reale moltiplicato per –i si definisce numero complesso.

Anche noi, nel formulare le nostre ipotesi sulla struttura delle particelle elementari, utilizziamo come guida l’equazione di Schroedinger. Per tale motivo, ipotizziamo che l’onda elettromagnetica sia generata da due vettori: uno reale e uno immaginario. Nell’animazione dell’onda elettromagnetica, i vettori reali sono quelli elettrici e quelli magnetici. Il vettore immaginario è costituito dal moto lungo l’asse z.

Energia pulsante e vuoto intrinseco

Assumiamo che l’energia sia l’archè cioè l’origine dell’universo.  Assumiamo inoltre che l’energia sia pulsante, cioè costituita da pulsazioni. Le pulsazioni di energia sono i costituenti di tutto ciò che ci circonda. Esistono due tipi di pulsazioni. Un tipo di pulsazione è costituito da “energia materiale” col “dilatazione del vuoto”; l’altro tipo di pulsazione è una più semplice “dilatazione del vuoto”. Si tratta del “vuoto intrinseco”. Questo vuoto è una componente dell’energia stessa. Chiamiamo la prima: “Pulsazione energetica”; chiamiamo la seconda: “Pulsazione inflazionistica”.

Per Einstein il vuoto è dinamico. Esso può dilatarsi o restringersi. La dilatazione del vuoto è definita “inflazione”. Per gli astronomi, l’universo si espande non perché le galassie si allontanano l’una dall’altra ma per inflazione, cioè per dilatazione del vuoto.

Questo modo di descrivere l’espansione dell’universo presuppone la presenza del vuoto su cui agisce un’energia che ne determina l’espansione. Riteniamo che il vuoto, intrinseco alle particelle elementari, non preesista all’energia, ma che esso sia generato dall’energia stessa. Il vuoto intrinseco è generato da energia pulsante.

Vettore energetico       

Immaginiamo una pulsazione che s’irradia linearmente a velocità costante. L’energia pulsante può essere descritta da un vettore nel quale il punto di applicazione è il punto sorgente. La direzione e il verso sono quelli del moto mentre il modulo è lo spazio energizzato. Chiamiamo questo vettore: “Vettore energetico”. Il vettore energetico descrive l’energia materiale che genera il “vuoto intrinseco” (figura 2)

Figura 2. Vettore energetico. Il vettore energetico descrive l’energia materiale. Questa energia pulsante genera il vuoto intrinseco.

L’energia pulsante possiede alcune proprietà. Essa è “lineare”, con un “punto” di origine, un “punto” di cessazione e un’“ampiezza”. L’energia pulsante, inoltre, ha una “direzione” e un “verso” e una “durata”.

Vettore immaginario

Il vuoto intrinseco può essere generato da una pulsazione in cui è assente l’energia materiale. Chiamiamo questa pulsazione: “pulsazione inflazionistica”. La singola pulsazione inflazionistica, concernente la generazione del vuoto, può essere rappresentata da un vettore nel quale il punto di applicazione è il punto di origine, la direzione e il verso sono quelle della pulsazione, mentre il modulo è il vuoto generato da una pulsazione.  Chiamiamo questo vettore: “vettore immaginario”. Il vettore immaginario descrive la pulsazione inflazionistica che genera il vuoto intrinseco. (figura 3).

Figura 3. Vettore immaginario. Il vettore immaginario è una pulsazione che genera il vuoto intrinseco.

Il vettore immaginario ci consente di interpretare due aspetti paradossali della fisica: la presenza dei numeri complessi nella risoluzione dell’equazione di Schroedinger e il vuoto dinamico di Einstein.

Interazione tra vettore energetico e vettore immaginario

Ipotizziamo che una pulsazione energetica generi uno spazio energetico lineare, la cui intensità è definita dal segmento “AB” nella direzione sopra/sotto e nel verso “sopra”. Contemporaneamente una pulsazione inflazionistica genera il vuoto tra “AA1” in una direzione perpendicolare alla precedente. Il tempo delle due pulsazioni (frecce verdi) è uguale. Una seconda pulsazione che parte da “A1” genera il vettore materiale “A1B1”. Contemporaneamente una seconda pulsazione inflazionistica genera il vuoto “A1A2”. La seconda pulsazione energetica è di intensità doppia rispetto alla prima, anche se il tempo delle due pulsazioni (frecce verdi) è lo stesso (figura 4).

Figura 4. Doppia pulsazione energetica verso l’alto (lineare) e inflazionistica in avanti. Le due pulsazioni lineari verso l’alto avvengono con raddoppio di intensità; Le due pulsazioni inflazionistiche in avanti  avvengono alla velocità della luce. I tempi dei quattro movimenti (frecce verdi) sono uguali. L’intensità del secondo vettore energetico è doppia rispetto a quella del primo.

Osservando la figura 4 notiamo che i due vettori sono perpendicolari. Possiamo osservare, inoltre, che spazio vuoto, generato dai due vettori, e spazio energetico interagiscono attraverso la dicotomia delimitante/delimitato. Lo spazio vuoto delimita lo spazio energetico e lo spazio energetico delimita il vuoto. Il vuoto è superficiale lo spazio energetico è lineare. Nella figura 4 il vuoto è la superfice bianca delimitata da due linee che rappresentano lo spazio energetico. Infine, pulsazione energetica e pulsazione inflazionistica sono sincronizzate temporalmente. Esse hanno la stessa durata. Le pulsazioni energetiche sono l’una parallela all’altra di intensità crescente e decrescente con la stessa direzione e lo stesso verso.

L’onda elettromagnetica generata dall’interazione dei due vettori

Ipotizziamo una serie di pulsazioni energetiche che si susseguono nel vuoto, generato dalla pulsazione inflazionistica, a intervalli regolari. Esse sono d’intensità crescente e decrescente nella direzione sopra/sotto e nel verso “sopra”.  La pulsazione inflazionistica, che è perpendicolare alla pulsazione energetica, avviene nella direzione avanti/dietro e nel verso “avanti”. Terminata la serie di pulsazioni energetiche, ne inizia un’altra del tutto uguale alla precedente tranne che per il verso, che è “sotto”.

 Pulsar

L’insieme di queste due pulsazioni genera l’unità energetica oscillante/pulsante, che chiamiamo “pulsar”.  Si tratta di un’unità temporale. L’oscillazione consta di due momenti temporali che possono essere avanti/avanti oppure avanti/dietro. Le pulsazioni avvengono in coppia. Una pulsazione è elettrica; l’altra è magnetica. Assumiamo che la pulsazione elettrica avvenga sopra/sotto e che la pulsazione magnetica avvenga nei versi sinistra/destra. Nell’unità temporale (pulsar), i tempi sono sincronizzati; gli istanti temporali dell’oscillazione coincidono con gli istanti temporali delle pulsazioni. La pulsar è costituita da due coppie di figure a forma di semicirconferenze: una cresta con pulsazione energetica elettrica verso l’alto e un ventre con pulsazione energetica elettrica verso il basso; una cresta con pulsazione energetica magnetica verso sinistra e un ventre con pulsazione energetica magnetica verso destra. Cresta e ventre si alternano in avanti/avanti oppure in avanti/dietro. La pulsar che oscilla avanti/avanti è energia radiante, cioè energia che si irradia nello spazio; la pulsar che oscilla avanti/dietro è energia stazionaria. Tutte le particelle elementari sono pulsar radiante o pulsar stazionaria.

Osserviamo le due immagini in basso. Sono illustrate due pulsar, una radiante e una stazionaria. Le frecce nere designano i vettori elettrici; le frecce rosse indicano i vettori magnetici. Vettori elettrici e magnetici formano una cresta e un ventre. L’oscillazione della pulsar radiante in alto (frecce verdi) è avanti/avanti. L’oscillazione della pulsar stazionaria in basso (frecce verdi) è avanti/dietro (figura 5).

Figura 5. Pulsar radiante e pulsar stazionaria. La pulsar è un’unità energetica temporale oscillante/pulsante. Le pulsazione sono elettriche e  magnetiche. Esse si irradiano nello spazio in direzioni contrapposte: sopra/sotto (pulsazioni elettriche e sinistra/destra (pulsazioni magnetiche). Le due pulsazioni generano la cresta e il ventre. L’oscillazione può realizzarsi nei versi avanti/avanti oppure nei versi avanti/dietro. L’immagine in alto illustra la pulsar che oscilla avanti/avanti; l’immagine in basso illustra la pulsar che oscilla avanti/dietro. La pulsar che oscilla avanti/avanti è energia radiante, cioè energia che si irradia nello spazio; la pulsar che oscilla avanti/dietro è energia stazionaria. 

Bolle spazio/temporali

La pulsar, come già scritto, è un’unità energetica pulsante/oscillante. Ciò che pulsa è l’energia elettrica e l’energia magnetica. Si tratta di “energia materiale”. Essa è costituita da pacchetti di energia. Ciascun pacchetto corrisponde all’energia di Planck “h”. L’energia pulsante, quindi può essere “h” o multipli di “h”. Il modo più semplice ed intuitivo di mostrare l’interazione energetica tra pulsazione e oscillazione è considerare il vuoto, generato dalle pulsazioni e dall’oscillazione, come un contenitore spazio/temporale dell’energia materiale “h” e dei suoi multipli. Chiamiamo questo contenitore spazio/temporale: “bolla”.

La “bolla” è il vuoto intrinseco generato dai due vettori, materiale e immaginario. Esso ha una forma ondulatoria e contiene l’energia materiale dei vettori. I moti ondulatori delle particelle quantistiche sono i moti del vuoto dinamico che contiene l’energia materiale.

La funzione d’onda di Schroedinger

Schroedinger, nel formulare una legge che spiegasse i moti ondulatori delle particelle quantistiche, introdusse una nuova quantità fondamentale, la funzione d’onda, indicata con Ψ, che ne rappresenta la soluzione. L’equazione delle onde è un tipo di equazione differenziale che, se risolta, ci fornisce la “funzione d’onda” Ψ (x,t). Dal punto di vista formale, una particella quantistica era descritta dalla funzione d’onda Ψ (x,t). Risolvendo l’equazione di Schroedingher si poteva, in linea di principio, calcolare la funzione d’onda di ogni particella allora nota. Come conseguenza dell’introduzione di Ψ, non si può più affermare che “all’istante t la particella si trova in x”; dobbiamo invece dire che “il moto della particella è rappresentato dalla funzione Ψ (x,t), che fornisce l’ampiezza Ψ al tempo t nel punto x”. La posizione precisa non è più nota. Se vediamo che Ψ è particolarmente grande in un punto x e quasi nulla altrove, possiamo affermare che la particella è “circa nella posizione x”. Le funzioni d’onda delle particelle elementari sono considerati dai fisici “spazi astratti”, meglio definiti “spazi di Hilbert”. Sono ottenuti attraverso la soluzione dell’equazione di “Schroedinger”. Il quadrato della funzione d’onda di Schroedinger è considerato lo spazio volumetrico nel quale è altamente probabile trovare la particella.

Nella nostra ipotesi fondata sull’energia e sui vettori energetici, la funzione d’onda descrive la perturbazione del vuoto intrinseco alla particella. Gli spazi di Hilbert sono spazi reali propri delle particelle quantistiche. Il quadrato della funzione d’onda di Schroedinger descrive lo spazio intrinseco dell’energia materiale. L’energia materiale è distribuita negli spazi di Hilbert. In altre parole, la particella, intesa come un punto materiale, non esiste. La particella è l’energia materiale distribuita nella bolla. La bolla è descritta dalla funzione d’onda di Schroedinger.

L’onda elettromagnetica del fotone è un susseguirsi di bolle, che possono variare di grandezza ma contengono la stessa energia “h”. L’onda elettromagnetica dell’elettrone è un susseguirsi di bolle che possono variare di grandezza variando in modo direttamente proporzionale di energia “h”.

La bolla del fotone aumenta/diminuisce spazio/temporalmente. La bolla dell’elettrone aumenta/diminuisce spazialmente, con invarianza del tempo.

Rappresentiamo la bolla spazio/temporale nel modo più semplice possibile. Sull’asse delle ascisse indichiamo il tempo, cioè la durata di un’oscillazione avanti/avanti o avanti/dietro dell’energia radiante o stazionaria. Questa durata coincide con la durata della generazione dei vettori materiali. Sull’asse delle ordinate indichiamo lo spazio, cioè il vuoto generato dai due vettori reale e immaginario.

Spazio e tempo sono bolle che racchiudono l’energia materiale “h”. In alto sono rappresentate le bolle del fotone. Esse variano per grandezza ma sono invarianti per l’energia materiale contenuta, che è sempre “h”. In basso sono rappresentate le bolle dell’elettrone. Esse variano per grandezza; concomitantemente alla variazione di grandezza varia, in modo direttamente proporzionale, anche l’energia “h” contenuta. Le bolle del fotone e dell’elettrone sono diverse per forma. Le bolle del fotone ingrandiscono spazio/temporalmente e hanno la forma di  quadrati. Le bolle dell’elettrone ingrandiscono spazialmente, con invarianza del tempo, ed hanno la forma di rettangoli (figura 6 ).

Figura 6. Bolle spazio/temporali contenenti energia materiale “h”. Nella fila in alto sono raffigurate tre bolle spazio/temporali di tre fotoni ad energia decrescente. Più piccola è la bolla spazio/temporale, maggiore è l’energia. Nella fila in basso sono raffigurate tre bolle spazio/temporali di tre elettroni ad energia crescente. Più grande è la bolla spazio/temporale, maggiore è l’energia. Le bolle spazio/temporali del fotone ingrandiscono/rimpiccioliscono sia spazialmente sia temporalmente. Le bolle spazio/temporali dell’elettrone ingrandiscono/rimpiccioliscono spazialmente e rimangono invarianti temporalmente.  

Tempo di crescita e durata di crescita del vuoto intrinseco

Il modo più semplice per spiegare ciò che accade è quello di considerare l’oscillazione avanti/avanti e avanti/dietro come “crescita” della bolla (questo tempo è lo stesso dei vettori materiali). Della crescita possiamo considerare il “tempo di crescita” e la “durata di crescita”. Il tempo di crescita mi informa sul tempo impiegato per crescere. La durata di crescita mi informa sul tempo che l’energia impiega a generare la singola bolla.

Il tempo di crescita è invariabile in tutte le forme di energia. Esso scorre uniforme sempre allo stesso modo.   Possiamo considerarlo come uno sfondo temporale, su cui si stagliano le bolle spazio/temporali contenenti l’energia “h”.

Fotone

Soffermiamoci sul fotone. Esso, come energia radiante nello spazio, è un susseguirsi di bolle spazio/temporali nello sfondo temporale. Osserviamo l’immagine in basso. Sono raffigurati due fotoni a diversa energia. Nel fotone più energetico le bolle spazio/temporali, contenenti l’energia “h”, sono più piccole. Le frecce rosse designano lo sfondo temporale invariabile (figura 7).

Figura 7. Fotoni a diversa energia. Il fotone, rappresentato in alto ha energia doppia rispetto a quella del fotone rappresentato in basso. Il fotone più energetico è un susseguirsi di bolle più piccole rispetto a quelle del fotone meno energetico.   

Soffermiamoci sulle durate delle bolle, tralasciando la grandezza spaziale del contenitore. Osserviamo la figura in basso. La freccia rossa designa lo sfondo temporale (tempo di crescita). Ciascun segmento indica la durata di crescita. Si tratta di istanti temporali “t” (figure temporali) che si susseguono sullo sfondo temporale. Ciascun istante contiene l’energia “h”. Nel fotone più energetico gli istanti temporali contenenti l’energia “h” sono più piccoli. Il rapporto tra gli istanti temporali e lo sfondo temporale è la “frequenza”, cioè quanti istanti sono contenuti nel tempo inteso come sfondo. Il fotone più energetico ha una frequenza maggiore del fotone meno energetico (figura 8).

Figura 8. Fotoni a diversa energia e diversa frequenza Il fotone, rappresentato in alto, ha energia doppia rispetto a quella del fotone rappresentato in basso. Nello stesso sfondo temporale (freccia rossa), il fotone più energetico oscilla sei volte; il fotone meno energetico oscilla tre volte.

Il tempo dei fotoni è il “tempo relativo” di Einstein. Gli istanti che si susseguono sullo sfondo hanno diversa durata. Nel fotone più energetico il tempo “scorre più in fretta”, rispetto al fotone meno energetico.

Elettrone

Soffermiamoci sull’elettrone. Anch’esso, come energia radiante, è un susseguirsi nello spazio di bolle spazio/temporali nello sfondo temporale. Osserviamo l’immagine in basso. Sono raffigurati due elettroni a diversa energia. Nell’elettrone più energetico le bolle spazio/temporali, contenenti l’energia “h”, sono più grandi. Le frecce rosse designano lo sfondo temporale invariabile. La grandezza delle bolle dei due elettroni varia al variare dello spazio con invarianza del tempo. Le bolle di ambedue gli elettroni, infatti, hanno la stessa “durata”, rappresentata sull’asse delle ascisse. Le bolle dell’elettrone più energetico sono il doppio di grandezza e contengono il doppio di energia, rispetto all’elettrone meno energetico (figura 9).

Figura 9. Elettroni a diversa energia e uguale frequenza. L’elettrone, rappresentato in basso, ha energia doppia rispetto a quella dell’elettrone rappresentato in alto, nonostante il fatto che oscillino alla stessa frequenza. Ogni oscillazione dell’elettrone più energetico contiene il doppio dell’energia materiale rispetto all’oscillazione dell’elettrone meno energetico.

Nell’elettrone la frequenza con cui si susseguono gli istanti temporali sullo sfondo temporale è costante. A variare è la grandezza (solo spaziale) della bolla e l’entità dell’energia che ciascuna bolla contiene.

Il tempo degli elettroni è il “tempo assoluto” di Newton. Istanti di uguale durata si susseguono sullo sfondo temporale, qualunque sia l’energia dell’elettrone. Il tempo di Newton è invariabile.

Massa

Cerchiamo, adesso, di chiarire cos’è la “massa”. Il concetto di “massa”, intuitivamente, è la quantità di materia contenuta in uno spazio. Lo stesso spazio può contenere più o meno materia. Se lo stesso spazio contiene più materia, diremo che la materia è più concentrata; se lo stesso spazio contiene meno materia, diremo che la materia è più diluita.  A livello delle particelle elementari, la spiegazione più semplice ed intuitiva è supporre che sia il tempo a contenere la materia. Il tempo, nelle particelle elementari è costituito da figura temporale su sfondo temporale. La figura temporale è la durata della bolla spazio/temporale.  

Massa del fotone

Il tempo di Einstein del fotone è un susseguirsi di istanti “t” sullo sfondo temporale. Ogni istante contiene la stessa energia “h”. Abbiamo scritto che il tempo di Einstein è relativo, cioè variabile. Esso varia, al variare dell’energia del fotone. L’istante “t” del fotone meno energetico è più duraturo dell’istante “t1” dell’elettrone più energetico. Gli istanti più duraturi si susseguono ad una frequenza più bassa rispetto agli istanti meno duraturi del fotone più energetico.

In tutti i fotoni, lo sfondo temporale è invariante. Questo sfondo, nel fotone più energetico, contiene un numero maggiore istanti più piccoli, rispetto al numero degli istanti del fotone meno energetico. Più sono gli istanti, più concentrata è l’energia nello sfondo temporale. Il numero di istanti sullo sfondo temporale è la frequenza. Maggiore è la frequenza, maggiore è l’energia. La frequenza, quindi, è una misura della concentrazione/diluizione dell’energia materiale, cioè della massa.

Nel fotone, l’energia varia per concentrazione/diluizione. La massima diluizione si ha quando lo sfondo temporale contiene un solo istante, cioè un’oscillazione. La massima concentrazione si ha quando lo sfondo temporale contiene un numero di istanti (oscillazioni) dell’ordine di centinai di miliardi (raggi gamma). L’istante Einsteiniano variabile è la grandezza temporale delle bolle spazio/temporali.  La grandezza temporale di ciascuna bolla è misura della concentrazione/diluizione dell’energia materiale

Massa dell’elettrone

Soffermiamoci sull’elettrone. Il tempo dell’elettrone è il tempo di Newton. Esso è invariante, essendo costituito da istanti che si susseguono alla stessa durata sullo sfondo temporale. Nell’elettrone, la frequenza di oscillazione è costante ed è altissima. Nello sfondo temporale di un secondo si susseguono centinaia di miliardi di istanti. Questo numero non varia al variare dell’energia dell’elettrone.  Il livello di concentrazione dell’energia, che dipende dalla frequenza è costante. Ciò significa che in tutti gli elettroni, l’energia è concentrata allo stesso livello. Questa energia è la massa a riposo dell’elettrone. La massa a riposo, quindi, è il livello di concentrazione dell’energia che nell’elettrone è costante e che dipende dalla frequenza invariabile. Ogni istante, cioè ogni durata di bolla contiene energia materiale allo stesso grado di concentrazione/diluizione.

Dal momento che la frequenza è invariabile, tutti gli elettroni, anche di diversa energia, contengono nello sfondo temporale lo stesso numero di istanti di pari durata. Ciò che rende diverso un elettrone dall’altro è  l’energia “h” contenuta in ogni istante newtoniano. Nell’elettrone più energetico lo stesso istante temporale contiene maggiore energia “h” allo stesso grado di concentrazione/diluizione.

L’energia materiale è la “massa”. Il fotone è energia di massa variabile per concentrazione/diluizione. La formula E = fh descrive, nel fotone, il variare della massa. Maggiore è “f” cioè la frequenza, maggiore concentrazione di massa è presente nel contenitore. Nell’elettrone, la formula E = fh descrive la massa ad alta concentrazione dell’elettrone. Si tratta della “massa a riposo”. Indicando con mr la massa a riposo, avremo: E = mr = fh

Variazione di energia del fotone e dell’elettrone

Per rendere intuitivi le due variazioni di energia del fotone e dell’elettrone, facciamo due esempi. Il primo concerne l’energia stazionaria che oscilla avanti/dietro; l’altro esempio concerne l’energia radiante che oscilla avanti/avanti. Supponiamo di avere due lampade (due pulsar stazionarie) che si accendono/spengono emanando bagliori di luce. Ogni bagliore rappresenta l’energia materiale “h”. La prima lampada emette bagliori sempre della stessa intensità, cioè “h”. Essa, quando acquista energia, aumenta la frequenza dei bagliori. Se perde energia, diminuisce la frequenza dei bagliori. Questa lampada descrive il comportamento del fotone.

 La seconda lampada si comporta in modo complementare. Essa emette bagliori sempre alla stessa frequenza. Quando aumenta l’energia emette bagliori più intensi; l’energia materiale che era “h” si incrementa e diventa “2h”, “3h”, ecc.. Quando perde energia, emette bagliori meno intensi. L’energia  materiale che era “3h” diminuisce e diventa “2h”, “h”. Questa lampada descrive il comportamento dell’elettrone.

Analizziamo adesso l’energia radiante. Abbiamo tre file  di lampade (ogni fila è una pulsar radiante) disposte su un campo largo 100 m. Nella prima fila ci sono 10 lampade, nella seconda fila ce ne sono 8 nella terza fila ce ne sono 6. Le lampade si accendono in successione, cioè una dopo l’altra. Le lampade delle tre file completano l’accensione nello stesso tempo di 10 secondi. Ciascuna lampada è invariante per l’intensità del bagliore. L’energia di ciascuna fila dipende dalla frequenza. La prima fila ha la frequenza di 10 bagliori ogni 10 secondi; la seconda fila ha la frequenza di 8 bagliori ogni 10 secondi; la terza fila ha una frequenza di 6 bagliori ogni 10 secondi. Il moto apparente (che corrisponde alla velocità della luce) di ciascuna fila, generato dall’accensione delle lampade, è invariante.  Ciascuna fila rappresenta  fotoni di diversa energia in ordine decrescente (figura 10).

Figura 10. Rappresentazione dell’energia di tre  fotoni in ordine decrescente. Ciascuna fila di lampade rappresenta l’energia di un singolo fotone. Tutte le lampade emettono bagliori della stessa intensità. Le lampade della prima hanno una frequenza di 10  bagliori ogni 10 secondi; le lampade della seconda fila hanno una frequenza di 8 bagliori ogni dieci secondi; le lampade della terza fila hanno una frequenza di 6 bagliori ogni 10 secondi. Il moto apparente generato dalla successione nello spazio dei bagliori avviene alla stessa velocità, fila per fila.

Abbiamo tre file di lampade disposte su un campo largo 100 metri (ogni fila rappresenta una pulsar radiante). In tutte e tre le file ci sono 10 lampade. Nella prima fila, le lampade sono  raggruppate in 25 metri, nella seconda fila, le lampade sono raggruppate in 50 metri; nella terza fila, le lampade sono raggruppate in 100 metri. Esse si accendono/spengono in successione. Tutte e tre le file completano la successione dei bagliori in 10 secondi. La frequenza dei bagliori è la stessa: 10 bagliori ogni 10 secondi. Le lampade di una singola fila emettono bagliori della stessa intensità. Però, l’intensità dei bagliori varia da fila a fila. L’intensità del bagliore della prima fila è metà rispetto alla seconda e l’intensità di bagliore della seconda è metà rispetto alla terza. Anche il moto apparente (che corrisponde alla velocità dell’elettrone), generato dall’accensione delle lampade, varia fila per fila. La terza fila ha una velocità doppia della seconda e la seconda ha una velocità doppia della prima. Ciascuna fila rappresenta elettroni di diversa energia in ordine crescente. L’insieme dei bagliori è la massa a riposo dell’elettrone. Essa raddoppia fila per fila (figura 11).

Figura 11. Rappresentazione dell’energia di tre  elettroni in ordine crescente. Ciascuna fila di lampade rappresenta l’energia di un singolo elettrone. Le lampade emettono bagliori con intensità crescente fila per fila. Ciascuna fila è formata da 10 lampade. La frequenza dei bagliori è uguale fila per fila.  Il moto apparente, generato dalla successione nello spazio dei bagliori, avviene a velocità diversa. La velocità della seconda fila è il doppio rispetto alla velocità della seconda fila e quest’ultima è il doppio rispetto alla velocità della terza fila.

Intensità e numero di lobi dell’elettrone

Gli elettroni legati al nucleo sono “pulsar stazionarie” che oscillano avanti/dietro alla stessa frequenza fondamentale. Gli elettroni si differenziano per intensità e per numero di lobi. Gli elettroni mono-lobati sono unità pulsanti a un’oscillazione. Gli elettroni bilobati sono unità pulsanti a due oscillazioni. Gli elettroni tetra-lobati sono unità pulsanti a quattro oscillazioni. Gli elettroni a otto lobi sono unità pulsanti a otto oscillazioni. Ciò significa che il tempo impiegato dall’elettrone mono-lobato a compiere un’oscillazione è lo stesso tempo con cui l’elettrone bilobato compie due oscillazioni, l’elettrone tetra-lobato compie quattro oscillazioni e l’elettrone ad otto lobi compie otto oscillazioni.

Gli elettroni mono-lobati, bilobati e tetra-lobati possono trovarsi a diversi livelli di energia. L’elettrone mono-lobato di primo livello ha metà energia rispetto a quella dell’elettrone mono-lobato di secondo livello. L’elettrone bilobato di secondo livello ha metà energia rispetto a quella dell’elettrone bilobato di terzo livello. L’elettrone tetra-lobato di terzo livello ha metà energia rispetto a quella dell’elettrone tetra-lobato di quarto livello.

Variazione di energia nel mondo macroscopico e nel mondo microscopico

Per quanto concerne l’energia, ciò che accade, a livello delle particelle elementari, è analogo a ciò che accade a livello macroscopico. A livello macroscopico l’energia cinetica è l’energia posseduta da un corpo come conseguenza del suo stesso moto. La formula dell’energia cinetica è: K = 1/2mv2. Massa e velocità sono due componenti energetiche dell’energia cinetica, che può variare al variare della massa o al variare della velocità.

Immaginiamo che nel mondo macroscopico esistano due oggetti che si comportano in modo complementare. Il primo ingrandisce/rimpicciolisce, aumentando/diminuendo di massa e mantenendo costante la velocità; il secondo rimane con la stessa massa ma aumenta/diminuisce di velocità. Il primo “oggetto” è energia invariante per velocità e variante di massa; il secondo “oggetto” è energia invariante di massa e variante di velocità.

A livello delle particelle elementari, avviene qualcosa di simile. Il fotone assomiglia all’oggetto macroscopico che varia di massa ma è invariante di velocità; l’elettrone assomiglia all’oggetto macroscopico che varia di velocità ma è invariante di massa.

Per illustrare la varianza/invarianza di energia dovuta alla velocità nelle particelle elementari dobbiamo soffermarci sulla velocità dell’oscillazione avanti/avanti o avanti/dietro. Il fotone oscilla sempre alla stessa velocità e si distribuisce nello spazio, come energia radiante, alla velocità della luce che è invariabile. (Ricordiamo che nel fotone varia la durata di ciascuna bolla).  L’elettrone può aumentare la velocità di oscillazione, per esempio, raddoppiandola. In questa circostanza raddoppia la grandezza spaziale del contenitore spazio/temporale mentre rimane invariante la durata temporale. L’elettrone, come energia radiante, si distribuisce nello spazio ad una velocità doppia.

La velocità minima dell’elettrone è una misura della sua energia, analogamente alla massa a riposo e alla frequenza. Se indichiamo con vm la velocità minima dell’elettrone, avremo: E = vm = ms = fh. Velocità, massa e frequenza sono tre forme di energia.  L’energia dell’elettrone varia al variare della velocità minima. Se la velocità minima raddoppia, raddoppia la massa a riposo: vm = ms, 2 vm = 2ms, 4vm = 4ms

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