Animazione elettrone - positrone


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ANIMAZIONE ELETTRONE

L'animazione mostra la struttura di un elettrone modelizzato da Celani, F.; Di Tommaso, A. O.; Vassallo, G. (2017). The Electron and Occam’s Razor. Journal of Condensed Matter Nuclear Science, 25(1), 76–99.

L'elettrone, di cui i riferimenti bibliogarfici sono stati su riportati possiede la seguente struttura:
1. E' costituito da una sferetta, priva di massa, avente carica negativa, pari alla carica dell'elettrone ed avente raggio pari al raggio classico dell'elettrone
2. La sferetta ruota, ad una velocità in modulo pari a quella della luce lungo una circonferenza di raggio pari al raggio di Compton ridotto per l'elettrone
2.1 Il raggio di Compton di una particella è la lunghezza d'onda associata a un fotone che ha abbastanza energia da creare quella particella (e la sua antiparticella) in un processo di annichilazione.
3. La sferetta, il cui raggio è uguale al raggio classico dell'eletrone, pur essendo rpiva di masssa, possiede una massa di natura elettromagnetica
data dalla relazione $ m= \frac{\hbar \cdot \omega}{c^2} $

Raggio di Compton ridotto dell’elettrone:
\( \bar{r}_C = \dfrac{\hbar}{m_e c} = 3{,}861\,592\,6796 \times 10^{-13} \, \text{m} \)

Raggio classico dell’elettrone:
\( r_e = \dfrac{e^2}{4 \pi \varepsilon_0 m_e c^2} = 2{,}817\,940\,3262 \times 10^{-15} \, \text{m} \)

Rapporto tra i due raggi:
\( \dfrac{\bar{r}_C}{r_e} = \dfrac{1}{\alpha} \approx 137{,}035999 \)

Interpretazione classica del raggio dell'elettrone:
Possiamo immaginare l'elettrone come se fosse composto da due cariche puntiformi di valore \( e \), poste a distanza \( r \).
L’energia potenziale elettrostatica associata a questa configurazione è:

\[ U = \frac{k e^2}{r} \]

Se supponiamo che tutta l’energia di massa dell’elettrone sia di origine elettrostatica, allora:

\[ \frac{k e^2}{r} = m_e c^2 \quad \Rightarrow \quad r = \frac{k e^2}{m_e c^2} \]

Questo valore di \( r \) corrisponde proprio al raggio classico dell’elettrone:

\[ r_e = \frac{1}{4 \pi \varepsilon_0} \cdot \frac{e^2}{m_e c^2} \approx 2{,}818 \times 10^{-15} \, \text{m} \]

Sebbene questo modello sia puramente classico e non tenga conto degli effetti quantistici, fornisce un’importante scala di riferimento per i fenomeni elettromagnetici ad alta energia.

ANIMAZIONE POSITRONE

Un positrone, com'è noto dalla fisica ufficiale, è l'antiparticella dell'elettrone. Esso ha la stessa massa dell'elettrone, lo stesso spin, ma carica elettrica opposta, positiva invece che negativa. È verosimile, riferendosi al modello di Vassallo-Celani, ipotizzare che un positrone abbia una struttura identica a quella di un elettrone, e che sia pertanto costituito da
un anello di corrente<, formato da una sferetta carica positivamente, priva di massa, con carica positiva ed uguale in modulo a quella dell'elettrone, che ruota alla velocità della luce lungo una circonferenza avente un raggio pari alla lunghezza d'onda di Compton ridotta per l'elettrone, cioè circa 0,38 pm.

Ipotizzo che, le due strutture, molto simili, che formano il positrone e l'elettrone, se poste a distanza ravvicinata, si accoppino generando un anello avente raggio di 0,38 pm circa, formato dalle due sferette (quella dell'elettrone e quella del positrone), che procedono in versi opposti. Poiché tale modello del fotone è stato già studiato, è possibile calcolare subito, noto il raggio, le grandezze peculiari che lo caratterizzano.

Inserisci il valore CODATA del raggio della circonferenza descritta dalla sferetta:
metri

Tale struttura, tuttavia, altro non è se non quella del mio modello di fotone.

L'energia del fotone ottenuto dall'annichilimento fra elettrone e positrone è:
...
...

Annichilimento Elettrone-Positrone

Nota sul processo di annichilazione:
Secondo la fisica standard, l'annichilazione elettrone-positrone genera due fotoni gamma, ciascuno con un'energia di 511 keV, che si allontanano in direzioni opposte per conservare quantità di moto e momento angolare totale.

Nel nostro modello alternativo, proponiamo invece la formazione di un unico fotone da 1,022 MeV, composto da due sferette prive di massa (e di massa gravitazionale) ma dotate di carica opposta. Le due sferette ruotano lungo una circonferenza comune, generando il campo elettromagnetico coerente con le proprietà del fotone.

Questa visione introduce una deviazione significativa dalla descrizione classica, ma può essere giustificata da condizioni particolari del vuoto quantistico, che potrebbero:

Da questa ipotesi nasce una suggestione: e se la sferetta fosse il costituente ultimo della materia? Una sorta di "quark di livello zero"?
Al di sotto di essa, potremmo immaginare — come ipotizza la M-teoria — l'esistenza di stringhe fondamentali, i cui diversi modi di vibrazione conferirebbero:

Insomma, nel nostro laboratorio mentale, forse le cose non si "annichilano"... si trasformano, si reinventano — e, ogni tanto, cadono... come i fotoni. 😄✨

Modello del Fotone – Caso 2: Due Sferette in Moto Circolare

e⁺/2 e⁻/2

In questo modello, il fotone è descritto come un sistema composto da due sferette prive di massa, aventi carica \( +e \) e \( -e \), in moto circolare a velocità \( c \) lungo un anello di raggio \( R \).

Ciascuna sferetta possiede un’energia cinetica di rotazione pari a \( \frac{\hbar \omega}{2} \), dove \( \omega = \frac{c}{R} \) è la frequenza angolare del moto. Tuttavia, il campo elettromagnetico risultante prodotto da questa configurazione oscilla con una frequenza doppia:

La frequenza effettiva del fotone è \( \omega_f = 2\omega = \frac{2c}{R} \),
e l’energia totale è quindi \( E = \hbar \omega_f = 2\hbar \omega \).

Questo modello è coerente con il fatto che il fotone sia privo di massa a riposo, abbia spin \( \hbar \), e trasporti energia pari a \( \hbar \omega \).