Il principio di equivalenza è uno dei pilastri fondamentali della relatività generale. Adesso i fisici hanno usato la meccanica quantistica per dimostrare come questo principio fallisce.

Il principio di equivalenza è una delle idee più affascinanti della fisica moderna. Asserisce che la massa gravitazionale e la massa inerziale sono identiche. Einstein l’ha messa più o meno cosi: la forza gravitazionale che sperimentiamo noi sulla Terra è identica alla forza che sperimenteremmo se fossimo su una nave spaziale che accelera ad 1G. O se vogliamo dirla alla Newton, m in F=ma che è equivalente a ms in F)Gm1m2/r^2.

Affermazione che sembra sensata.Tuttavia non è altro che un asserzione. Certo,possiamo misurare l’equivalenza con una precisione sempre maggiore,ma non c’è nulla che ci proibisce di pensare che ad un certo punto la relazione si romperà. Ed in effetti diverse modifiche alla relatività predicono che questo succederà.

Un’importante domanda è cos’ha da dire in merito la meccanica quantistica. Ma i fisici fino ad ora non sono stati in grado di usare la teoria quantistica come leva per dividere le due masse.
Tutto questo oggi cambia con lo straordinario lavoro di Endre Kajar dell’Università di Ulm in Germania, insieme ad alcuni suoi colleghi. Essi hanno mostrato che è possibile creare situazioni nel mondo quantistico in cui gli effetti delle masse gravitazionali e inerziali devono essere diverse. Infatti,hanno mostrato che queste differenze possono essere anche arbitrariamente grandi.

La loro riflessione inizia sottolineando l’importante distinzione tra la cinematica,che si occupa soltanto del modo e non di come esso nasce, e la dinamica che si occupa della nascita del modo. Nel mondo classico, questa distinzione non ha alcun effetto tra la massa inerziale e gravitazionale.

Tuttavia, nel mondo quantistico, il modo in cui i stati sono preparati ha un enorme importanza. Essi evidenziano,per esempio,che la funzione d’onda di una particella in una scatola non dipende dalla massa in alcun modo, mentre la funzione d’onda relativa all’energia di un oscillatore armonico dipende dalla radice quadrata della massa.

Questo porta ad un interessante idea: che è possibile creare combinazioni tra le scatole gravitazionali e elettromagnetiche, e gli oscillatori in cui la massa inerziale giocano ruoli diversi.

Viene fuori quindi che i fisici già usano esattamente questa impostazione: la cosi detta del “trampolino di atomi” in cui le onde della materia ricadono sotto l’influenza della gravità ma rimbalzano per via della forza elettromagnetica. Calcolano che gli autovalori dell’energia dei atomi è proporzionale a (la massa gravitazionale)^2/3 mentre poi la (massa inerziale)^-1/3.

Si tratta di un risultato davvero incredibile. Il tipo di spettroscopia energetica di atomi o i Condensati di Bose Einstein che possono individuare queste differenze dovrebbero essere fattibile,se non ora, al massimo nei prossimi anni.

Se sarà un successo, questo tipo di investigazioni fornirà un modo interamente nuovo per studiare la natura della massa, e forse, ancora più importante, di investigare la relazione misteriosa tra la relatività generale e la meccanica quantistica.

Per esempio, i cosmologi vorranno sapere come le masse inerziali e gravitazionali si comportano nelle condizioni più estreme dell’Universo, come per esempio dentro un buco nero.

Si prospettano anni davvero eccitanti davanti a noi.

http://arxiv.org/PS_cache/arxiv/pdf/1006/1006.1988v1.pdf

Fonte: http://link2universe.wordpress.com/2010 ... #more-1200

Mitica notizia 2di7 come al solito ti faccio i miei coplimenti

Piano, piano ...

Grazie tommaso!

Eccellente report come al solito.