Leggi di Conservazione e Simmetria Giuseppe Dalba Dipartimento di Fisica Università di Trento 26-27 Aprile 2001 Trento- Liceo Scientifico Galileo Galilei

Contenuto: Grandi Leggi di Conservazione: 1) Quantità di moto 2) Energia 3) Momento angolare Altre leggi di conservazione 1) Carica elettrica 2) Numero barionico 3) Parità ……………………. ……………………. Simmetria in Natura Simmetria e Leggi di Conservazione Contenuto: 26-27 Aprile 2001 Trento- Liceo Scientifico Galileo Galilei

Riassunto Le Leggi di conservazione forniscono la chiave per la comprensione dell’universo. Le tre grandi Leggi di Conservazione, quello della quantità di moto, del momento angolare e dell’energia costituiscono i pilastri della Fisica. Essi ci consentono di dire come i fenomeni devono svolgersi e soprattutto quali fenomeni sono impossibili. Negli ultimi 50 anni studiando le interazioni fra particelle sono stati scoperte numerose Altre Leggi di Conservazione. Simmetria vuol dire invarianza di un oggetto rispetto ad un insieme di operazioni effettuate su di esso. Per esempio l’oggetto può essere la forma geometrica di un corpo e le operazioni di simmetria, la traslazione dell’oggetto in una direzione, la rotazione attorno ad un asse o la riflessione in un piano. Tuttavia l’oggetto può anche essere una legge della natura espressa da un’equazione matematica, per esempio la lunghezza di un corpo, o l’equazione delle onde nel vuoto. In questo caso simmetria vul dire invarianza (o meglio covarianza) della forma dell’equazione a seguito di trasformazioni di simmetria di natura non geometrica. Una delle più importanti scoperte recenti è statta la connesione fra principi di conservazione e le simmetrie fondamentali esistenti in Natura. Per esempio, lo spazio vuoto è lo stesso in ogni posizione (omogeneità) ed in ogni direzione (isotropia). Da queste simmetrie scaturiscono i principi di invarianza secondo cui le leggi dellla Fisica devono essere le stesse indipendentemente dal luogo e dall’orientazione nello spazio. Emmy Noether dimostrò che queste simmetrie implicano i principi di conservazione. L’invarianza dalla posizione implica la conservazione della Quantità di Moto e l’invarianza dell’orientazione del laboratorio implica la conservazione del Momento Angolare. La simmetria nota col nome omogeneità del tempo comporta il principio di invarianza delle leggi fisiche dal Tempo. Questa, a sua volta implica il principio di conservazione dell’Energia. Le simmetrie ed i principi di invarianza che fanno da sfondo alle altre leggi di conservazione sono più complesse ed alcune di esse non sono ancora state capite. Tuttavia la potenza predittiva di tali simmetrie è stata sfruttata a fondo. 26-27 Aprile 2001 Trento- Liceo Scientifico Galileo Galilei

Quantità di moto o Momento lineare Tratto da The particle adventure 26-27 Aprile 2001 Trento- Liceo Scientifico Galileo Galilei

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Principio di conservazione della quantità di moto Prima, t Dopo, t + T La quantità di moto di un sistema isolato rimane costante nel tempo 26-27 Aprile 2001 Trento- Liceo Scientifico Galileo Galilei

Principio di conservazione della quantità di moto 26-27 Aprile 2001 Trento- Liceo Scientifico Galileo Galilei

Principio di conservazione dell’energia 26-27 Aprile 2001 Trento- Liceo Scientifico Galileo Galilei

Principio di conservazione dell’Energia Meccanica L’energia di un sistema isolato rimane costante nel tempo E E = Energia Totale T = Energia Cinetica U = Energia Potenziale Vedi anche... 26-27 Aprile 2001 Trento- Liceo Scientifico Galileo Galilei

Principio di Conservazione Massa-Energia la somma dell’energia cinetica e della massa a riposo di un sistema isolato non cambia nel tempo Energia relativistica La massa è una forma di energia T = Energia Cinetica Nei processi fisici si conserva l’energia relativistica 26-27 Aprile 2001 Trento- Liceo Scientifico Galileo Galilei

Classicamente Energia di soglia La massa a riposo del protone più quella del neutrone è maggiore di quella del deutone; la perdita di massa è uguale ad energia di legame negativa. Esempio: Fotodisintegrazione del deuterio in un neutrone ed in un protone 26-27 Aprile 2001 Trento- Liceo Scientifico Galileo Galilei

Annichilazione e creazione ed di coppie e+ ed e- Conservazione della quantità di moto Conservazione dell’energia a riposo 26-27 Aprile 2001 Trento- Liceo Scientifico Galileo Galilei

Decadimento b p ne n e- n  p + e- + ne 26-27 Aprile 2001 Trento- Liceo Scientifico Galileo Galilei

Processi impossibili a riposo nello spazio vuoto L’annichilazione di una coppia ellettrone-positrone in un solo fotone non può verificarsi nello spazio vuoto, perché violerebbe il principio di conservazione della quantità di moto. Spazio vuoto La materializzazione di un fotone in una coppia ellettron-positrone non può verificarsi nello spazio vuoto. Essa si verifica in presenza di un nucleo a cui viene trasferita la quantità di moto del fotone 26-27 Aprile 2001 Trento- Liceo Scientifico Galileo Galilei

Principio di conservazione del momento angolare 26-27 Aprile 2001 Trento- Liceo Scientifico Galileo Galilei

Principio di conservazione del momento angolare Momento lineare Momento angolare O Il momento angolare di un istema isolato ( ) si conserva 2a Eq. canonica della dinamica dei sistemi Momento angolare di un sistema di N particelle 26-27 Aprile 2001 Trento- Liceo Scientifico Galileo Galilei

Principio di conservazione del momento angolare 26-27 Aprile 2001 Trento- Liceo Scientifico Galileo Galilei

Principio di conservazione del momento angolare 26-27 Aprile 2001 Trento- Liceo Scientifico Galileo Galilei

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Esempi di conservazione del momento angolare Il moto dei pianeti si svolge su di un piano La velocità areolare è costante La forza gravitazionale è centrale MOTO DEI PIANETI 26-27 Aprile 2001 Trento- Liceo Scientifico Galileo Galilei

PULSAR (Ballerine celesti) w1  1 giro/mese Emissione di impulsi radio Sole Pulsar Come pulsano le PULSAR N S I poli magnetici, dove le forze magnetiche sono maggiori, attraggono elettroni. Questi sono frenati bruscamente; a causa di ciò emettono radiazione. La radiazione emessa è raccolta sulla Terra come una sequenza regolare di impulsi. PSR B0329+54 Dt= 0.714519 w = 1/40 gir/s PSR B0833-45 Dt= 89 ms w = 11 gir/s 26-27 Aprile 2001 Trento- Liceo Scientifico Galileo Galilei

Particelle Antiparticelle - + + - carica  -  -  -  0  -  0  - Massa relativa Particella Spin - + carica Stranezza Omega 3284 1/2 +  - -  - Xi 2586 1/2  - -3 +3  0  -  0 -2 +2 Sigma 2335 1/2 Barioni  -  0  + -1  - +1 +  0 ADRONI Lambda 2182 1/2 L -1 +1 L p p n n Nucleone 1837 1/2 -1 K+ +1 K+ K0 K0 Mesone K 966 p - p + Mesoni Pione 273 m + Muone 207 1/2 m - nm p0 nm Neutrino muonico 1/2 LEPTONI e- e+ Elettrone 1 1/2 ne ne Neutrino elettronico 1/2 g Fotone 1 In rosso le particelle stabili 26-27 Aprile 2001 Trento- Liceo Scientifico Galileo Galilei

Altre leggi di conservazione La conservazione della carica elettrica La conservazione del numero barionico La conservazione del numero leptonico La conservazione della stranezza La conservazione dell’isospin La conservazione della parità Invarianza per inversione temporale Invarianza per coniugazione di carica Nel formulare queste nuove leggi si dovettero definire nuovi numeri quantici o “cariche” Vedi anche... 26-27 Aprile 2001 Trento- Liceo Scientifico Galileo Galilei

La conservazione della carica elettrica La carica elettrica totale del mondo, qualsiasi cosa accada, NON cambia. Se se ne perde dauna parte la si ritrova da un’altra Faraday ++++++ + _ p + p L’elettrone non può decadere spontaneamente senza violare la legge di conervazione della carica perché tutte le particelle più leggere di esso sono prive di carica e- ne-, g,,... p + n + p+ + p+ + p- 26-27 Aprile 2001 Trento- Liceo Scientifico Galileo Galilei

Nuove Leggi di Conservazione Ogni processo che non violi le grandi leggi di conservazione si verifica effettivamente Perché allora in Fisica delle particelle molti processi di interazione, pur essendo in linea di principio possibili in quanto non contraddicono le grandi leggi di conservazione, non sono stati mai osservati? p + p p + n + p+ + p+ + p- Possibili Impossibile p + p+ + p+ + p- benchè non contraddica nessuna delle grandi leggi di conservazione 26-27 Aprile 2001 Trento- Liceo Scientifico Galileo Galilei

Conservazione del numero barionico p + p p+ + p+ + p0 Possibile Impossibile p + p+ + p+ + p- p + p A = Numero barionico A = 1 per i Barioni (p, n, S, L, , , ... ) A = -1 per i Anti barioni (p-, n, S-, L-, -, -, ... ) A = 0 per i Mesoni ed i Leptoni (m, p, e-, e+, …) Tutti i barioni ubbidiscono ad una regola di conteggio analoga al principio di conservazione della carica elettrica: IN PROCESSO FISICO IL NUMERO DEI BARIONI MENO IL NUMERO DEGLI ANTIBARIONI DEVE RIMANERE COSTANTE Vedi anche... 26-27 Aprile 2001 Trento- Liceo Scientifico Galileo Galilei

Stabilità del protone Vedi anche... p  e+ + p0 La stabilità del protone è garantita dalla legge di conservazione del numero barionico, secondo cui i prodotti di decadimento di un barione comprendono sempre un barione più leggero. Ma il protone è i l più leggero dei barioni e non può quindi decadere in altri barioni. Se decadesse in mesoni o leptoni violerebbe la legge di conservazione del numero barionico. Tentativi teorici di unificazione dell’interazione forte con l’elettrodebole prevedono che il protone NON sia stabile e che sia destinato a decadere secondo il seguente processo: p  e+ + p0 violando così la legge del numero barionico. Secondo tali teorie il protone avrebbe una vita media < 2.5 ·1031 anni (Vita dell’Universo 1010 anni) Gran Sasso Obiettivo: Determinare il limite inferiore della vita media del protone N° = 1032 protoni (300 tonnellate di acqua) Se per es. si avesse che t = 1031 anni, dopo 1 anno decaderebbero N = 10 protoni. Limite inferiore attuale t  1032 anni. 26-27 Aprile 2001 Trento- Liceo Scientifico Galileo Galilei Vedi anche...

Simmetrie in Natura 26-27 Aprile 2001 Trento- Liceo Scientifico Galileo Galilei

Simmetrie in arte, architettura pittura, …. Architettura religiosa Tappezzeria Arredo Vetrate artistiche Palazzi, abitazioni, ... … artigianato, poesia, musica, …. 26-27 Aprile 2001 Trento- Liceo Scientifico Galileo Galilei

Simmetria nel mondo microscopico Strutture cristalline nei minerali Molecole chimiche Molecole biologiche DNA Atomi, nuclei,... 26-27 Aprile 2001 Trento- Liceo Scientifico Galileo Galilei

Alcune operazioni di simmetria Traslazione Rotazione, Riflessione Riflessione + traslazione Alcune operazioni di simmetria 26-27 Aprile 2001 Trento- Liceo Scientifico Galileo Galilei

Forme di Simmetria Simmetria continua Simmetria discreta 26-27 Aprile 2001 Trento- Liceo Scientifico Galileo Galilei

Le leggi di conservazione sono conseguenza dell’invarianza Nel 1906 Emmy Noether dimostrò il seguente teorema Per ogni simmetria continua delle leggi della Fisica esiste una legge di conservazione. Per ogni legge di conservazione esiste una simmetria continua Le leggi di conservazione sono conseguenza dell’invarianza delle leggi Fisiche a talune operazioni di simmetria Simmetria delle leggi della Fisica Non è detto l’oggetto della simmetria debba essere costituito dalla forma geometrica di un corpo, esso può essere una legge della natura espressa matematicamente da una data equazione. 26-27 Aprile 2001 Trento- Liceo Scientifico Galileo Galilei

Le simmetrie continue dello spazio tempo Lo spazio è omogeneo Un esperimento effettuato in un posto da gli stessi risultati se esso è ripetuto nelle stesse condizioni in un altro posto. Lo spazio è isotropo Se effettuiamo un esperimento e quindi ruotiamo l’apparato sperimentale in una nuova posizione ilrisultato sarà identico. Il tempo è omogeneo Se si effettua un esperimento ora e lo si ripete in una data successiva i risultati non cambieranno Le simmetrie continue dello spazio tempo 26-27 Aprile 2001 Trento- Liceo Scientifico Galileo Galilei

Omogeneità dello spazio Invarianza per traslazione Spazio omogeneo Non Invarianza per traslazione Spazio non omogeneo 26-27 Aprile 2001 Trento- Liceo Scientifico Galileo Galilei

Conservazione della quantità di moto Omogeneità dello spazio Un’equazione fisica scritta per un dato sistema di riferimento non muterà di forma se il sistema subisce una traslazione nello spazio. Una legge fisica che sia valida in un certo punto dello spazio deve esserlo anche in un altro. x y z Le leggi della Fisica sono invarianti per traslazioni nello spazio Conservazione della quantità di moto Omogeneità dello spazio 26-27 Aprile 2001 Trento- Liceo Scientifico Galileo Galilei

Isotropia dello spazio Invarianza per rotazione Spazio isotropo Non Invarianza per rotazione Spazio non Isotropo 26-27 Aprile 2001 Trento- Liceo Scientifico Galileo Galilei

Conservazione del momento angolare Isotropia dello spazio Le leggi della Fisica sono invarianti per rotazioni nello spazio Un’equazione fisica scritta per un dato sistema di riferimento non muterà di forma se il sistema subisce una rotazione nello spazio. Una legge fisica è indipendente dall’orientazione spaziale. x y z Conservazione del momento angolare Isotropia dello spazio 26-27 Aprile 2001 Trento- Liceo Scientifico Galileo Galilei

Legge di Conservazione dell’Energia Omogeneità del Tempo F 1600 2001 Invarianza temporale delle costanti universali Legge di Conservazione dell’Energia g =6.67 10 -11 Nm2/Kg2 Le leggi della Fisica sono indipendenti dal tempo 26-27 Aprile 2001 Trento- Liceo Scientifico Galileo Galilei

ENEL Energia Le leggi fisiche sono invarianti rispetto al tempo. Eventuali violazioni consentirebbero la creazione di energia e di massa dal nulla Esempio: Il Lunedì g = 4 m/s2, tutti gli altri giorni g = 9.8 m/s2 Il Lunedì si pompa nei serbatoi quanta più acqua si può a spese di una data quantità di energia. Gli altri giorni la si fa ricadere producendo molta piùenergia di quella spesa il lunedì ENEL 26-27 Aprile 2001 Trento- Liceo Scientifico Galileo Galilei

Simmetria per riflessione Un’immagine in uno specchio non è completamente identica alla realtà. La destra si scambia con la sinistra. Un’elica destorsa con una sinistorsa... Elica sinistorsa Elica destorsa Mano sinistra Mano destra Vedremo che mentre i processi biologici non sono simmetrici ad analoghi ipotetici processi osservati in uno specchio, la gran parte dei fenomeni fisici presenta simmetria bilaterale, cioè è impossibile distinguere se tali fenomeni avvengono nel mondo reale o sono la riproduzione cinematografica di processi riflessi in uno specchio. La simmetria speculare viene detta anche simmetria bilaterale o parità. 26-27 Aprile 2001 Trento- Liceo Scientifico Galileo Galilei

Asimmetria Biologica Alice si riflette in uno specchio Ti piacerebbe vivere in un specchio Kitty? Mi chiedo se ti possono dare del latte in uno specchio. Forse il latte nello specchio non è buono da bere! Alice nel paese delle Meraviglie. Luis Carrol. Alice ha ragione a dubitare che per gli esseri viventi il mondo dello specchio non sia equivalente a quello reale. Il latte contiene molecole asimmetriche di zucchero, proteine e grassi. Lo stesso dicasi del corpo del gatto. I gatti convenzionali preferiscono il latte convenzionale. La simmetria per riflessione richiede che il gatto riflesso preferisca il latte riflesso. In effetti, il mondo degli esseri viventi è lontano dall’essere racemico. Tutti i 20 aminoacidi che costituiscono le proteine delle cellule viventisono sinistorsi. Le proteine stesse sono destorse 26-27 Aprile 2001 Trento- Liceo Scientifico Galileo Galilei

Studi biologici di cellule viventi lasciano sospettare che una coppia fatta da un individuo in uno specchio ed un individuo normale non potranno mai riprodursi Il DNA, acido desossiribonucleico, mediante la sua trasmissione per cellule sessuali condiziona la perennità del patrimonio genetico. La struttura ad elica delle molecole del DNA è particolarmente sensibile all’azione di uno specchio. L’immagine per riflessione di un’elica destorsa è un’elica sinistorsa. Due eliche diverse, al momento della fecondazione, NON potranno assemblarsi! 26-27 Aprile 2001 Trento- Liceo Scientifico Galileo Galilei

La molecola dello zucchero di barbabietola ha una struttura destorsa. Attualmente si sa sintetizzare questa molecola sia nella forma destorsa che in quella sinistorsa. Batteri immersi in una soluzione zuccherata di molecole sintetiche destorse e sinistorse si nutrono solo di molecole destorse! Lo zucchero destorso è buono, quello sinistorso fa schifo! Batterio in una soluzione zuccherata di molecole sintetiche destorse e sinistorse Riflessine del batterio dopo un lauto pasto! Il fatto che tutti gli organismi sulla Terra usino la forma destrogira di una data molecola di zucchero non è sorprendente; esso è una conseguenza diretta della selezione e dell’evoluzione naturale. 26-27 Aprile 2001 Trento- Liceo Scientifico Galileo Galilei

Simmetria biaterale dei fenomeni fisici Il mondo dello specchio è governato dalle stesse leggi della fisica come il mondo reale Tutte le leggi della Fisica relative aisistemi macroscopici sono soddisfatte anche nel mondo di Alice. La simmetria traslazionale nello spazio e nel tempo e la simmetria rotationale, e molte altre simmetrie sono tutte valide nello mondo dello specchio. Nel mondo fisico la simmetria fra il mondo e la sua immagine per riflessione si attenua! Orologio normale Orologio simmetrico rispetto ad un piano Due orologi veri, fabbricati in modo che uno dei due, in ogni dettaglio tecnico, è il simmetrico dell’altro per riflessione nello specchio, funzionano in perfetto sincronismo. 26-27 Aprile 2001 Trento- Liceo Scientifico Galileo Galilei

La parità è una simmetria di tutte le leggi della fisica? Abbiamo visto che NON c’è un modo per distinguere se un processo fisico si sta svolgendo nel mondo reale oppure è un film ripreso da una cinepresa nel mondo dello specchio. Questo è vero persino a livello atomico e nucleare dove esperimenti di collisioni fra particelle falliscono nel rivelare qualsiasi differenza fra un dato sistema e la sua immagine nello specchio. Sostanzialmente la conservazione della parità in meccanica quantistica significa che due sistemi fisici, uno che è l’immagine speculare dell’altro devono comportarsi in maniera identica. La parità è un’operazione che consiste in una riflessione riispetto ad un’origine delle coordinate. Un punto di coordinate (x,y,z) viene trasportato per parità nel punto simmetrico rispetto ad O avente coordinate (-x,-y,-z) Alle particelle si attribuisce parità 1 o -1 come se fossero destorse o sinistorse. Le interazioni deboli non sono simmetriche per parità 60Co 60Ni Decadimento beta meno (e- particella beta) 60Co27  60Ni28 + e- + ne 26-27 Aprile 2001 Trento- Liceo Scientifico Galileo Galilei

Le interazioni deboli non sono simmetriche per parità Questo però non accade. Nello mondo reale le particelle beta sono emesse soprattutto in direzione opposta a quella dello spin. Nello mondo dello specchio le particelle beta sono dirette nella stessa direzione dello spin. 60Co27  60Ni28 + e- + ne La riflessione inverte la direzione dello spin (Vettore assiale). S e- particelle beta Mondo reale Mondo dello speccho -S p O Esperimento di Wu et al. Abbiamo visto che la Natura è simmetrica e, nei processi fisici, non fa distinzioni fra rotazioni sinistorse e destorse. Così, per esempio i nuclei di due atomi radiattivi che ruotano in direzioni opposte attorno all’asse verticale dovrebbero emettere i loro prodotti di decadimento con la stessa intensità verso l’alto e verso il basso. Se, ipoteticamente si ruotasse l’immagine nello specchio di 180° essa si trasformerebbe per parità, cioè gli spin degli atomi di Co avrebbero la stessa direzione di quelli del mondo reale; tuttavia nei due casi, immagine reale ed immagine trasformata per parità, gli elettroni avrebbero direzioni oppost.e 26-27 Aprile 2001 Trento- Liceo Scientifico Galileo Galilei Vedi anche...

Conclusioni Ad ogni Proprietà di Simmetria delle Leggi Fisiche corrisponde una legge di conservazione. Tutta la Fisica è fondata sulle 3 grandi leggi di conservazione. Nel mondo delle particelle sono state scoperte altre Leggi di Conservazione. Un fenomeno che può accedere, prima o poi si verifica. Le Leggi di conservazione sono molto importanti soprattutto perché permettono di predire se un fenomeno non può mai accadere. I Principi di Simmmetria: controllano la struttura dellla materia sono alla base delle Leggi della Fisica. 26-27 Aprile 2001 Trento- Liceo Scientifico Galileo Galilei

Bibliografia Symmetry of the laws of physics and Noether theorem http://www.emmynoether.co./noeth.html Theory. Conservation laws http://www2.slac.stanford.edu/vvc/theory.conserv.html P. Forman The fall of parity http://physics.nist.gov.GenInt/Parity/parity.html An experimental test of parity conservation in beta decay, C. S. Wu, E. Ambler, R. W. Hayward, D. D. Hoppes, and R. P. Hudson, Phys. Rev. 105, 1413 (1957). Q. Ho-Kim, N. Kumar, C.S. Lam Invitation to contemporary physics Word Scientific R.P. Feynman The character of physical laws (1967) R.P. Feynman, R.B. Laighton, M. Sands The Feynman Lectures on Physics Addison-Wesley Publishing Company Bernard Diu Traité de physique à l’usage des profanes Editions Odile Jacob – Sciences 26-27 Aprile 2001 Trento- Liceo Scientifico Galileo Galilei

Torna a... 1 Energy 2 Momentum 3 Angular momentum including particle spin or intrinsic angular momentum. 4 Electric charge 5 Color-charge quark and gluon color-charge conservation 6 Quark number number of quarks minus number of antiquarks. (For historical reasons, and because we observe baryons and not quarks, this is usually stated as baryon number conservation, where baryon number is the same as quark number divided by 3.) 7 Electron number number of electrons minus number of electron-type neutrinos minus anti-particles (positrons plus anti-electron type neutrinos) 8 Muon number number of negatively-charged muons plus number of muon-type neutrinos minus number of anti-particles (positively charged muons plus anti-muon type neutrinos) 9 Tau number number of negatively-charged taus plus number of tau-type neutrinos minus number of anti-particles (positively charged taus plus anti-tau type neutrinos) Laws 7, 8 and 9 can be combined to give one less restrictive law -- 7, 8, 9 Lepton number number of leptons (negative charges plus neutrinos) minus number of anti- lepton (positive charges plus anti-neutrino) Torna a... 26-27 Aprile 2001 Trento- Liceo Scientifico Galileo Galilei

1° Principio della Termodinamica 1842 Il calore non è una forma speciale di energia, diversa dall’energia meccanica, è proprio enermgia cinetica del moto atomico Torna a... 26-27 Aprile 2001 Trento- Liceo Scientifico Galileo Galilei

Torna a... LEGGI DI CONSERVAZIONE Si conserva nell’interazione Grandezza Forte Elettromagnetica Debole Quantità di moto p Sì Sì Sì Massa- energia Sì Sì Sì Momento angolare L Sì Sì Sì Carica elettrica Q Sì Si Sì Numero barionico A Sì Si Sì Numero leptonico elettronico Le Sì Sì Sì Numero leptonico muonico Lm Sì Sì Sì Stranezza S Sì Sì No I3 Sì Sì No Isospin I Sì No No Parità P Sì Sì No Coniugazione di carica C Sì Sì No Inversione temporale T Sì Sì Quasi sempre TCP Sì Sì Sì Torna a... 26-27 Aprile 2001 Trento- Liceo Scientifico Galileo Galilei

Esempi Torna a... p + p- p, n A = 1; p- A = -1; p+, p-, p0, A = 0 Processi impossibili p + p p + p + n + n A = 2 A = 4 p + p p+ + p- + p0 A = 2 A = 0 A = Cost: I BARIONI SI CREANO O SI DISTRUGGONO A COPPIE Quando si crea un barione deve crearsi assieme un antibarione che, NON necessariamente, è la sua antiparticella. Un barione che scompaia senza che un altro prenda il proprio posto porta con sé il suo antibarione. N° barioni dell’Universo - N° antibarioni dell’Universo = cost Torna a... 26-27 Aprile 2001 Trento- Liceo Scientifico Galileo Galilei

Esperimento di Wu, Ambler, Hayward, D. D. Hoppes, and R. P. Hudson ...Il cristallo fu raffreddato e i nuclei di cobalto 60 furono polarizati in una direzione (Fig. a). Un tasso di conteggio inizialmente alto fu osservato diminuire man mano che il cristallo veniva raffreddato ed i nuclei di cobalto acquistavano una polarizzazione random. Successivamente, raffreddando ancora il 60 in direzione cristallo e e quindi polarizzando i nuclei di cobalto opposta (Fig. b); i fisici dell’NBS osservarono un conteggio dal comportamento opposto a quello precedente. Questi erano i due risultati che si attendevano! Successivmente Hudson aggiunse sulla sommità della pagina del quaderno di laboratorio:: PARITY NOT CONSERVED Co N S e- a) S N Si trovò che l’emissione delle particelle beta è più grande in direzione opposta a quella dello spin nucleare. Pertanto un nucleo di cobalto 60 dotato di spin ha una distribuzione di emissione beta che non è la stessa di quella della sua immagine speculare. Questo risultato dimostrò univocamente che la parità non si conserva nell’emissione di particelle beta del cobalto 60. (Testo estratto e liberamente tradotto dalla ref n. 3). b) Torna a... 26-27 Aprile 2001 Trento- Liceo Scientifico Galileo Galilei

Vettori polari ed assiali Specchio Velocità y z z v y v - x x v = (vx,vy,vz) v = (-vx,vy,vz) Dr Dr Spostamento x Dr = Dx x + y0 y + z0 z Dr = Dx x + y0 y + z0 z Vettori assiali w w x y z w z - x x y y Dr Dr z z Dr Dr x - x - w Mentre il vettore spostamento Dr = Dx x + y0 y + z0 z cambia verso per riflessione nello specchio, il vettore assiale w mantiene il proprio verso. Mentre il vettore spostamento Dr = x0 x + y0 y + Dz z non cambia verso per riflessione nello specchio, il vettore assiale w muta il proprio verso. 26-27 Aprile 2001 Trento- Liceo Scientifico Galileo Galilei Vedi anche...

Vettori assiali L p p p L=r x p r r r - L B B F F i v v - B F=qv x B N S B F F v v - B F=qv x B 26-27 Aprile 2001 Trento- Liceo Scientifico Galileo Galilei Torna a...