Fotoni massivi in superconduttore

[cometa_luminosa]

Sull'ultimo "Le Scienze", in un articolo che riassume l'idea del campo
di Higgs, viene spiegato come quest'idea nacque dall'analogia con il
fatto che "i fotoni acquisiscono massa all'interno di un
superconduttore".
Che diamine significa?

[Jim]

Post by cometa_luminosa
Sull'ultimo "Le Scienze", in un articolo che riassume l'idea del campo
di Higgs, viene spiegato come quest'idea nacque dall'analogia con il
fatto che "i fotoni acquisiscono massa all'interno di un
superconduttore".
Che diamine significa?

E' il meccanismo della transizione di fase. Nel conduttore, quando sei
sotto una certa temperatura critica, ovvero nella fase superconduttiva in
cui la resistenza elettrica e' zero, il campo magnetico viene espulso dal
conduttore. In altre parole, il fotone ha acquisito massa - il fotone e'
il portatore del campo elettromagnetico ricordo - e dunque non penetra
oltre la superficie del conduttore. Questa lunghezza caratteristica l e'
legata all'inverso della sua massa: l ~ 1/m .
Riassumendo, in seguito ad una transizione di fase il fotone ha acquisito
una massa che prima non aveva.

E questo avviene anche nel fenomeno di Higgs: nella fase in cui la
simmetria e' rotta lo scalare Higgs acquisisce massa. Che poi, grazie
all'accoppiamento di Yukawa la fornisce ai fermioni del modello standard.

Ora, l'uguaglianza dei due fenomeni di superconduttivita' e Higgs non va
presa alla lettera. Ad esempio, nel primo caso la simmetria e' abeliana,
nel secondo no. Ma il meccanismo fondamentale e' lo stesso.

[cometa_luminosa]

Post by Jim

Post by cometa_luminosa
Sull'ultimo "Le Scienze", in un articolo che riassume l'idea del campo
di Higgs, viene spiegato come quest'idea nacque dall'analogia con il
fatto che "i fotoni acquisiscono massa all'interno di un
superconduttore".
Che diamine significa?

E' il meccanismo della transizione di fase. Nel conduttore, quando sei
sotto una certa temperatura critica, ovvero nella fase superconduttiva in
cui la resistenza elettrica e' zero, il campo magnetico viene espulso dal
conduttore. In altre parole, il fotone ha acquisito massa - il fotone e'
il portatore del campo elettromagnetico ricordo - e dunque non penetra
oltre la superficie del conduttore. Questa lunghezza caratteristica l e'
legata all'inverso della sua massa: l ~ 1/m .

Cioè tu dici: poichè il raggio d'azione dell'interazione
elettromagnetica non è più infinito ma finito, il mediatore
dell'interazione deve avere una massa?

Post by Jim
Riassumendo, in seguito ad una transizione di fase il fotone ha acquisito
una massa che prima non aveva.
E questo avviene anche nel fenomeno di Higgs: nella fase in cui la
simmetria e' rotta lo scalare Higgs acquisisce massa. Che poi, grazie
all'accoppiamento di Yukawa la fornisce ai fermioni del modello standard.
Ora, l'uguaglianza dei due fenomeni di superconduttivita' e Higgs non va
presa alla lettera. Ad esempio, nel primo caso la simmetria e' abeliana,
nel secondo no. Ma il meccanismo fondamentale e' lo stesso.

[Jim]

Post by cometa_luminosa

Post by Jim

Post by cometa_luminosa
Sull'ultimo "Le Scienze", in un articolo che riassume l'idea del
campo di Higgs, viene spiegato come quest'idea nacque dall'analogia
con il fatto che "i fotoni acquisiscono massa all'interno di un
superconduttore".
Che diamine significa?

E' il meccanismo della transizione di fase. Nel conduttore, quando sei
sotto una certa temperatura critica, ovvero nella fase superconduttiva
in cui la resistenza elettrica e' zero, il campo magnetico viene
espulso dal conduttore. In altre parole, il fotone ha acquisito massa -
il fotone e' il portatore del campo elettromagnetico ricordo - e dunque
non penetra oltre la superficie del conduttore. Questa lunghezza
caratteristica l e' legata all'inverso della sua massa: l ~ 1/m .

Cioè tu dici: poichè il raggio d'azione dell'interazione
elettromagnetica non è più infinito ma finito, il mediatore
dell'interazione deve avere una massa?

Esattamente. Nel caso del superconduttore questo viene fuori dal modello
di Landau-Ginzburg, che e' una descrizione macroscopica del comportamento
del superconduttore.
Questo avveniva negli anni 50.
Higgs uso' per il suo modello (1964) un meccanismo molto simile in un
altro contesto. La sua formazione culturale e' quella di chi si occupa di
struttura della materia, non di teoria di campo. Forse per questo ci e'
arrivato. Ma non era l'unico. Al meccanismo si associano anche i nomi di
Englert, Guralnik, Brout, Hagen, Kibble. (mi sono scordato qualcuno??)

[cometa_luminosa]

Post by Jim

Post by cometa_luminosa

Post by Jim

Post by cometa_luminosa
Sull'ultimo "Le Scienze", in un articolo che riassume l'idea del
campo di Higgs, viene spiegato come quest'idea nacque dall'analogia
con il fatto che "i fotoni acquisiscono massa all'interno di un
superconduttore".
Che diamine significa?

E' il meccanismo della transizione di fase. Nel conduttore, quando sei
sotto una certa temperatura critica, ovvero nella fase superconduttiva
in cui la resistenza elettrica e' zero, il campo magnetico viene
espulso dal conduttore. In altre parole, il fotone ha acquisito massa -
il fotone e' il portatore del campo elettromagnetico ricordo - e dunque
non penetra oltre la superficie del conduttore. Questa lunghezza
caratteristica l e' legata all'inverso della sua massa: l ~ 1/m .

Cioè tu dici: poichè il raggio d'azione dell'interazione
elettromagnetica non è più infinito ma finito, il mediatore
dell'interazione deve avere una massa?

Esattamente. Nel caso del superconduttore questo viene fuori dal modello
di Landau-Ginzburg, che e' una descrizione macroscopica del comportamento
del superconduttore.
Questo avveniva negli anni 50.
Higgs uso' per il suo modello (1964) un meccanismo molto simile in un
altro contesto. La sua formazione culturale e' quella di chi si occupa di
struttura della materia, non di teoria di campo. Forse per questo ci e'
arrivato. Ma non era l'unico. Al meccanismo si associano anche i nomi di
Englert, Guralnik, Brout, Hagen, Kibble. (mi sono scordato qualcuno??)

Ma, a parte il fatto che il campo non penetra nel materiale, il fatto
che il fotone acquisti massa, ha qualche altro significato?

[Jim]

Post by cometa_luminosa

Post by Jim

Post by cometa_luminosa

Post by Jim

Post by cometa_luminosa
Sull'ultimo "Le Scienze", in un articolo che riassume l'idea del
campo di Higgs, viene spiegato come quest'idea nacque
dall'analogia con il fatto che "i fotoni acquisiscono massa
all'interno di un superconduttore".
Che diamine significa?

E' il meccanismo della transizione di fase. Nel conduttore, quando
sei sotto una certa temperatura critica, ovvero nella fase
superconduttiva in cui la resistenza elettrica e' zero, il campo
magnetico viene espulso dal conduttore. In altre parole, il fotone
ha acquisito massa - il fotone e' il portatore del campo
elettromagnetico ricordo - e dunque non penetra oltre la superficie
del conduttore. Questa lunghezza caratteristica l e' legata
all'inverso della sua massa: l ~ 1/m .

Cioè tu dici: poichè il raggio d'azione dell'interazione
elettromagnetica non è più infinito ma finito, il mediatore
dell'interazione deve avere una massa?

Esattamente. Nel caso del superconduttore questo viene fuori dal
modello di Landau-Ginzburg, che e' una descrizione macroscopica del
comportamento del superconduttore.
Questo avveniva negli anni 50.
Higgs uso' per il suo modello (1964) un meccanismo molto simile in un
altro contesto. La sua formazione culturale e' quella di chi si occupa
di struttura della materia, non di teoria di campo. Forse per questo ci
e' arrivato. Ma non era l'unico. Al meccanismo si associano anche i
nomi di Englert, Guralnik, Brout, Hagen, Kibble. (mi sono scordato
qualcuno??)

Ma, a parte il fatto che il campo non penetra nel materiale, il fatto
che il fotone acquisti massa, ha qualche altro significato?

Significa proprio che nel mezzo si comporta come un fotone massivo,
oggetto che nel vuoto non esiste.

[StefanoD]

Post by Jim
Significa proprio che nel mezzo si comporta come un fotone massivo,
oggetto che nel vuoto non esiste.

Ovvero in seconda quantizzazione appare come una quasi particella
massiva?

[Jim]

Post by StefanoD

Post by Jim
Significa proprio che nel mezzo si comporta come un fotone massivo,
oggetto che nel vuoto non esiste.

Ovvero in seconda quantizzazione appare come una quasi particella
massiva?

Non sono un esperto di queste cose ma direi di si'.

[argo]

Post by cometa_luminosa
Ma, a parte il fatto che il campo non penetra nel materiale, il fatto
che il fotone acquisti massa, ha qualche altro significato?

Consiglio la piacevole lettura della sezione 21.6,
'Superconduttivity',
del Weinberg II che e' dedicata all'argomento
(per inciso e' anche lo stesso cap. dove W. discute la rottura di
simmetria elettrodebole).
Non ti do informazioni personalmente perche' sono arrugginito su
questo :-(

[cometa_luminosa]

Post by argo

Post by cometa_luminosa
Ma, a parte il fatto che il campo non penetra nel materiale, il fatto
che il fotone acquisti massa, ha qualche altro significato?

Consiglio la piacevole lettura della sezione 21.6,
'Superconduttivity',
del Weinberg II che e' dedicata all'argomento
(per inciso e' anche lo stesso cap. dove W. discute la rottura di
simmetria elettrodebole).
Non ti do informazioni personalmente perche' sono arrugginito su
questo :-(

E il titolo del libro qual'è?

[argo]

Post by cometa_luminosa
E il titolo del libro qual'è?

E' il secondo volume della bellissima trilogia di S.Weinberg sulla
teoria quantistica dei campi:
''The Quantum Theory of Fields, Volume 2: Modern Applications''

[cometa_luminosa]

Grazie a Jim e ad argo per le risposte.