Cari lettori,

dopo una lunga pausa dovuta principalmente ai miei impegni di lavoro, alla mancanza di eclatanti novità – se si esclude il patteggiamento nella causa discussa negli Stati Uniti fra la Leonardo Corporation ed Industrial Heat – ed in attesa della dimostrazione pubblica di Novembre annunciata da Andrea Rossi, ho deciso di scrivere questo post prendendo come spunto i pre-print di due lavori che verranno pubblicati nel volume 25 del JCMNS (Journal of Condensed Matter Nuclear Science), dal titolo inusuale: “Maxwell’s equations and Occam’s razor” e “The electron and Occam’s razor”. Alcuni degli argomenti presentati nei due articoli sono stati brevemente introdotti dagli autori al convegno ICCF20 di Sendai nel lavoro “The Zitterbewegung interpretation of quantum mechanics as theoretical framework for Ultra Dense Deuterium and Low Energy Nuclear Reactions”. Non avendo la preparazione scientifica necessaria per esprimere un giudizio su questi lavori di fisica teorica, ho deciso di chiedere la collaborazione del fisico e divulgatore scientifico Mario Menichella in occasione delle sue vacanze nella città dove abito, Viareggio. Su suo suggerimento abbiamo pensato di divulgare, anche con l’aiuto degli autori, alcune delle ipotesi presentate nelle pubblicazioni. Per rendere il tutto più interessante e per rendere più facile la comprensione degli argomenti trattati, è stato deciso di realizzare questo post in forma di intervista. Spero che la sua lettura sia da stimolo soprattutto per chi voglia seriamente approfondire queste affascinanti tematiche con una mente libera da preconcetti.

Buona lettura!

Vessela Nikolova

“Il maggiore ostacolo alla scoperta della verità non è la falsa parvenza derivante dalle cose e inducente all’errore, e neppure, immediatamente, la debolezza dell’intelletto; invece l’opinione preconcetta, il pregiudizio che, come uno pseudo a priori, si oppone alla verità e quindi somiglia a un vento contrario che respinge la nave dalla direzione nella quale soltanto si trova la terra; talché timone e vela sono invano operosi.”

Arthur Schopenhauer

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Un modello Zitterbewegung dell’elettrone per l’idrogeno ultra-denso e le reazioni nucleari a bassa energia

Nei due articoli gli Autori propongono un “modello puramente elettromagnetico dell’elettrone”. Qual è la caratteristica fondamentale del modello proposto?

Il tentativo di rispettare per quanto possibile il rasoio di Occam, un principio proposto dal filosofo inglese Guglielmo di Occam, che suggerisce di non introdurre informazioni e concetti non strettamente necessari nella soluzione dei problemi. Tale principio può essere considerato come un eccellente strumento epistemologico per la creazione e la valutazione di modelli fisici. Volendo formalizzare il concetto, possiamo dire che la qualità di un modello è definita da due parametri fondamentali: uno è il raggiungimento degli obiettivi desiderati, come l’aderenza delle previsioni del modello ai dati ed ai concetti che si vogliono codificare o interpretare, l’altro è la semplicità del modello stesso. La semplicità è inversamente proporzionale al numero di informazioni, concetti, eccezioni, postulati, parametri, necessari alla sua definizione.

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Quale formalismo matematico è stato utilizzato?

La conoscenza scientifica è basata sul linguaggio matematico, ma l’importanza della scelta del linguaggio più appropriato  è spesso sottovalutata, come fanno notare gli Autori. Il formalismo usato è basato sull’algebra dello spazio-tempo, una delle algebre di Clifford introdotte dal matematico William K. Clifford nel 1878. I vantaggi di tale formalismo in fisica sono stati descritti dal prof. David Orlin Hestenes nel lavoro Oersted Medal Lecture 2002: Reforming the Mathematical Language of Physics”. L’algebra dello spazio-tempo risponde ai criteri del rasoio di Occam in termini di semplicità e universalità, e permette una precisa interpretazione geometrica di concetti spesso nascosti dal formalismo dell’algebra delle matrici complesse tradizionalmente usato nella fisica moderna.

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Possiamo descrivere brevemente il modello attualmente più diffuso e accettato dell’elettrone e le differenze con il modello proposto dagli Autori?

Semplificando, potremmo dire che nella Meccanica Quantistica l’elettrone è una particella puntiforme dotata di massa, carica, momento magnetico, momento angolare e spin. Il comportamento della particella è descritto da una funzione complessa dello spazio e del tempo. Il “quadrato” di tale funzione rappresenta la “densità di probabilità” di trovare la particella in un particolare punto dello spazio-tempo. Secondo la fisica classica, il concetto di particella puntiforme  è incompatibile con le proprietà osservate dell’ elettrone. Per giustificare tale incompatibilità si introducono delle eccezioni, violando così seriamente il principio del rasoio di Occam. Per le leggi della meccanica e dell’ elettromagnetismo una particella puntiforme non può avere un “momento angolare intrinseco”, ed un momento magnetico deve essere necessariamente generato da una corrente che non può esistere in una particella senza estensione. Inoltre il campo elettrico generato da una particella puntiforme dovrebbe avere una energia infinita! La Meccanica Quantistica inoltre non tenta neppure di derivare i concetti di carica e massa, che sono semplicemente considerate delle “proprietà intrinseche” della particella.

Il modello proposto dagli Autori, semplificando, consiste in un anello di corrente generato da una carica priva di massa che ruota alla velocità della luce lungo una circonferenza la cui lunghezza è pari alla lunghezza d’onda di Compton dell’ elettrone, circa 2.4 \cdot 10^{-12} metri. La carica non è puntiforme ma distribuita sulla superficie di una sfera il cui raggio è uguale al raggio classico dell’ elettrone, circa  2.8 \cdot 10^{-15} metri. Modelli simili, basati sul concetto di “anello di corrente”, sono stati proposti da molti autori ma sono stati spesso ignorati per la loro incompatibilità con le interpretazioni più diffuse della Meccanica Quantistica. È interessante ricordare come, già nella sua “Nobel lecture” del 1933, P.A.M. Dirac facesse riferimento ad una oscillazione interna ad alta frequenza dell’ elettrone: “It is found that an electron which seems to us to be moving slowly, must actually have a very high frequency oscillatory motion of small amplitude superposed on the regular motion which appears to us. As a result of this oscillatory motion, the velocity of the electron at any time equals the velocity of light.”. Nella letteratura scientifica si utilizza spesso il termine tedesco Zitterbewegung, per indicare tale oscillazione/rotazione rapidissima.

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Il fisico e premio Nobel Paul Maurice Dirac (1902-1984).

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Come è possibile conciliare il concetto di carica priva di massa con l’evidenza sperimentale dei 511 keV di massa-energia a riposo dell’elettrone?

Nel modello proposto la massa non è una “proprietà intrinseca” della particella, ma è un valore che può essere ricavato da altri parametri del modello stesso. Un punto chiave consiste nell’attribuire alla carica rotante una quantità di moto qA = mc di natura puramente elettromagnetica il cui valore è pari al prodotto della carica q per il potenziale vettore A associato alla corrente generata dalla carica stessa. Nelle unità di misura naturali nelle quali sia la velocità della luce c che la costante di Plank ridotta \hbar sono “adimensionali” e hanno valore unitario, le grandezze fisiche possono essere espresse come potenze intere (positive, negative o nulle) di una energia espressa in eV. Il valore della quantità di moto della carica rotante, se espresso in unità di misura naturali, ha le dimensioni di una energia ed ha un valore pari alla massa dell’elettrone. Utilizzando le unità naturali la massa dell’elettrone è anche uguale alla frequenza angolare della rotazione della carica, ed è uguale all’inverso del raggio dell’anello. Ma la massa può anche essere ricavata integrando il quadrato del campo elettrico e magnetico o integrando il prodotto della densità di corrente per il potenziale vettore. Partendo dal modello è possibile quindi ricavare in sei modi diversi una costante pari alla massa-energia a riposo dell’elettrone.

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C’è un punto che mi sfugge, come è possibile che una carica dotata di quantità di moto sia soggetta a un moto circolare senza che vi sia una carica positiva al centro dell’orbita, come nell’atomo di Bohr?

All’anello di corrente è associato un flusso magnetico \Phi_M pari al valore della costante di Planck diviso la carica dell’elettrone q\Phi_M = h/q. La forza centripeta, all’origine del movimento rotatorio, è la forza di Lorentz dovuta al campo magnetico.

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Osservo che  moltiplicando la quantità di moto della carica rotante per il raggio otteniamo un valore del momento angolare dell’elettrone libero pari ad un singolo quanto d’azione. Mi sarei aspettato un valori pari alla metà del quanto di Planck, il valore comunemente accettato dello spin dell’elettrone…

L’ipotesi proposta dagli Autori distingue spin e momento angolare “intrinseco”. Lo spin viene interpretato come la componente del vettore momento angolare “intrinseco” lungo la direzione di un campo magnetico esterno. Tale componente può avere soltanto i due valori \pm \hbar/2 quando, a causa della coppia dovuta al campo magnetico esterno e al momento magnetico dell’elettrone, quest’ultimo è soggetto alla ben nota precessione di Larmor.

Lo spin come componente del momento angolare “intrinseco” ℏ dell’elettrone lungo la direzione del campo magnetico esterno.

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Ipotesi interessante, ma il concetto di carica che si sposta alla velocità della luce, fondamentale per il modello proposto, non mi sembra particolarmente presente e studiato nella letteratura scientifica mainstream. In base a quali fondamenti teorici viene ipotizzata l’esistenza di tali cariche?

Il fondamento concettuale è l’applicazione del rasoio di Occam alle equazioni di Maxwell. È capillarmente diffuso, nella letteratura scientifica mainstream, il concetto di “gauge di Lorenz”, una particolare operazione che consiste essenzialmente nel porre a zero una espressione che compare nelle equazioni di Maxwell. Tale espressione rappresenta un “campo scalare”, una funzione che associa alle coordinate dello spazio-tempo un singolo valore reale. Nel paper Maxwell’s equations and Occam’s razor,  il gauge di Lorenz viene considerato come una normale “condizione al contorno”, che come tale non può essere universalmente applicata. L’ipotesi dell’esistenza di un campo scalare non è nuova: molti autori, spesso citando i lavori di Nicola Tesla, hanno trattato questo argomento. È interessante in particolare citare un progetto dei  laboratori ORNL (Oak Ridge National Laboratories) dal titolo Electrodynamic Scalar Wave Transmission and Reception finalizzato allo studio della possibilità di un sistema di comunicazione innovativo basato sul concetto di trasmissione e ricezione di onde scalari. L’accettazione dell’esistenza di un campo scalare permette di interpretare il concetto di “densità di carica” come la derivata del campo scalare rispetto al tempo, come suggerito da Giuliano Bettini nel lavoro Manoscritti di fine secolo, pubblicato negli archivi viXra. In questo caso le equazioni di Maxwell descrivono esclusivamente cariche che si muovono alla velocità della luce. È interessante notare come la curiosa ipotesi di Richard Feynman secondo la quale il positrone può essere interpretato come un “elettrone che viaggia indietro nel tempo”, emerge immediatamente da questa particolare definizione di carica. Il positrone differisce dall’elettrone esclusivamente per il segno della carica. È evidente che, se si considera la densità di carica come la derivata rispetto al tempo del campo scalare, cambiando di segno la variabile tempo si cambia automaticamente di segno la carica.

 

Nicola Tesla e le sue invenzioni.

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Mi sembra di capire che il valore della massa-energia a riposo dell’elettrone corrisponde alla frequenza angolare e alla quantità di moto della carica rotante espresse in unità naturali. Partendo da queste osservazioni, è possibile formulare una interpretazione puramente elettromagnetica delle leggi di Newton e della Relatività ristretta?

Si. Una condizione particolarmente semplice da studiare è il caso di un elettrone che si sposta con velocità vz lungo una direzione ortogonale al piano xy di rotazione della carica, che di conseguenza seguirà una traiettoria elicoidale alla velocità della luce. In questa particolare situazione il vettore della quantità di moto avrà una componente anche lungo l’asse z. Chiamando m_e la massa a riposo dell’elettrone osserviamo che la frequenza angolare ωe e il modulo della quantità di motoqA_\perp = m_ec = \hbar \omega_e/c nel piano xy rimangono invariate al variare della velocità vz. È possibile quindi ricavare direttamente il valore m della massa relativistica dell’elettrone applicando il teorema di Pitagora, considerando che la componente della quantità di moto mec è ortogonale alla componente mv_z = qA_z:

m_e^2c^2 + m^2v_z^2 = m^2c^2

Una variazione della velocità comporterà quindi una forza elettrica f_z

f_z = \frac{d(mv_z)}{dt} = \frac{qdA_z}{dt} = qE_z

o, per velocità non relativistiche:

f_z =\frac{qdA_z}{dt} = qE_z \simeq m_e\frac{dv_z}{dt}  = m_ea

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È possibile visualizzare il modello relativistico proposto usando una semplice metafora di facile comprensione ?

Considerando la costanza della velocità della luce c della carica elettrica, è possibile visualizzare la traiettoria elicoidale della carica di un elettrone, che si muove con velocità v_z in un intervallo di tempo fissato \Delta t, come una molla di lunghezza v_z \Delta t formata da un sottilissimo filo elastico di lunghezza costante c\Delta t. La massa dell’elettrone m = \hbar/rc è esattamente uguale all’inverso del raggio r della molla se espressa in unità naturali: m = 1/r. Ad un allungamento della molla, conseguenza di un aumento della velocità vz, corrisponderà una diminuzione del suo raggio e quindi un aumento della massa.

Se chiamiamo re il raggio della molla “a riposo”\left(v_z = 0\right), è possibile scrivere il valore del raggio r al variare di v_z:

r = r_e \sqrt{1-\frac{v_z^2}{c^2}}

 e la relativa variazione di massa:

m = \frac {m_e} {\sqrt{1-\frac{v_z^2}{c^2}}}

Naturalmente, se si osserva l’elettrone ad una scala spaziale molto più grande della sua lunghezza d’onda di Compton e ad una scala temporale molto superiore al brevissimo periodo (\approx 8.1 \cdot 10^{-21} sec.) della rotazione Zitterbewegung, per vz costante l’elettrone può essere approssimato ad una particella puntiforme, dotata di massa e carica, che si muove di moto uniforme lungo l’asse dell’elica.

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Come possiamo delineare sinteticamente, utilizzando concetti semplici, la relazione tra le equazioni di Maxwell e il modello proposto?

L’algebra dello spazio-tempo utilizza una base ortogonale di quattro vettori unitari che obbediscono alle seguenti semplici regole:

\gamma_x^2 = \gamma_y^2 = \gamma_z^2 = -\gamma_t^2 = 1

\gamma_i\gamma_j = - \gamma_j\gamma_i \quad \forall \:\{i, j\}\: \in\: \{x, y, z, t\}\quad and \quad i \neq j

L’algebra così definita è isomorfa all’algebra delle matrici di Majorana. Definiamo adesso una generica funzione A = A\left(x,y,z,t\right)=\left(\gamma_xA_x, \gamma_yA_y, \gamma_zA_z, \gamma_tA_t \right) che associa ad ogni punto dello spazio-tempo un vettore con quattro valori  e uno speciale vettore \partial = \left(\gamma_x\partial_x, \gamma_y\partial_y, \gamma_z\partial_z, \gamma_t\partial_t\right), le cui componenti rappresentano le operazioni di derivazione lungo le quattro direzioni dello spazio-tempo.

Applicando l’operatore \partial al campo vettoriale A, si ottiene il “campo spinoriale” \gimel, ovvero una funzione che associa ad ogni punto dello spazio-tempo uno spinore, una particolare struttura matematica identificata da sette valori, corrispondenti ad un campo scalare S, caratterizzato da un singolo valore e da un campo “bivettoriale” F con sei valori distinti. Il numero sei corrisponde al numero dei possibili piani (“bivettori”) ortogonali dello spazio tempo: xy, xz, yz, xt, yt, zt.

\partial A = \gimel = S + F

Se A è il potenziale vettore a quattro componenti, i sei valori di F corrispondono ai tre valori (Ex, Ey, Ez) del campo elettrico ed ai tre valori del campo magnetico (Bx, By, Bz). Il campo S, definito da un singolo valore, è generalmente ignorato nella letteratura mainstream, nella quale viene molto spesso applicato il “gauge di Lorenz”, una operazione che, come già detto, consiste nell’assumere S = 0.

Applicando l’operatore \partial al campo \gimel e ponendo a zero il risultato,

\partial\gimel = \partial^2A = \partial S + \partial F = 0

si ottengono le equazioni di Maxwell riscritte in forma compatta, se si identificano le quattro derivate parziali ∂S del campo scalare S rispetto ai quattro assi dello spazio-tempo come le sorgenti  del campo elettromagnetico, ovvero i tre valori della densità di corrente J e il valore della densità di carica 𝛒. In accordo con il principio del rasoio di Occam, quindi, i concetti di carica e di corrente non sono introdotti ad hoc nel modello, bensì sono ricavati da una singola entità fondamentale, il potenziale vettore con quattro componenti. Se viene esplicitata, l’equazione \partial \gimel = 0 si traduce in un sistema di otto equazioni che legano fra loro le derivate dei sei valori del campo elettromagnetico F e le sorgenti.

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James Clerk Maxwell e le sue famose equazioni.

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Al di là della forma, quale differenza comporta dal punto di vista della fisica, questa particolare reinterpretazione delle equazioni di Maxwell?

Come già anticipato in una risposta precedente, questa riscrittura delle equazioni di Maxwell prevede l’esistenza di onde scalari e di cariche che si muovono alla velocità della luce. Le relative equazioni sono particolarmente semplici:

\partial^2 S = 0

\partial^2 \rho = 0

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Esiste una relazione tra l’equazione di Dirac e il modello proposto?

Per m = 0 l’equazione di Dirac

\left(i\partial - m\right)\psi = 0

diventa l’equazione di Weyl:

\partial\psi = 0

una espressione molto simile all’equazione \partial \gimel = 0, se riscritta usando il formalismo dell’algebra dello spazio-tempo. La soluzione di queste equazioni è un campo di “spinori”. Lo spinore è una struttura matematica che presenta alcune analogie con i numeri complessi. Come è noto, un numero complesso z=\exp(i\theta) di modulo unitario e con argomento \theta codifica una generica rotazione di \theta radianti. Nell’algebra dello spazio-tempo, il prodotto γxγy  ha, come l’unità immaginaria i, il proprio quadrato negativo:

\left(\gamma_x\gamma_y\right)^2 = \gamma_x\gamma_y\gamma_x\gamma_y = -\gamma_x\gamma_y\gamma_y\gamma_x = -1

e l’espressione R_{xy} = \exp(\gamma_x\gamma_y\theta) rappresenta uno “spinore” particolarmente semplice in grado di codificare una rotazione nel piano xy. Il prodotto γzγt ha quadrato positivo (ricordiamo che \gamma_t^2 = -1) :

\left(\gamma_z\gamma_t\right)^2 = \gamma_z\gamma_t\gamma_z\gamma_t = -\gamma_z\gamma_t\gamma_t\gamma_z = 1

in questo caso lo “spinore”  R_{zt} = \exp(\gamma_z\gamma_t\phi) implementa una rotazione iperbolica nel piano zt. Semplificando, il prodotto (non commutativo) dei due “spinori” permette di codificare la traiettoria elicoidale della carica dell’elettrone se si pone \theta = \omega_et e \phi = \tanh^{-1}(v_z/c).

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Il nuovo modello proposto in cosa differisce da quello di Hestenes?

Nel modello di Hestenes la carica è puntiforme. Nei suoi lavori più recenti, inoltre, il raggio dell’orbita Zitterbewegung è uguale alla metà della lunghezza d’onda di Compton ridotta dell’elettrone. Infine, nel modello di Hestenes all’aumentare della velocità dell’elettrone la velocità angolare della carica diminuisce come conseguenza della dilatazione relativistica del tempo. Questo punto, in particolare, non è compatibile con il modello proposto nei due paper del Vol. 25 del JCMNS, dove il valore della massa, del raggio dell’orbita e della frequenza della rotazione Zitterbewegung, il valore della corrente e del potenziale vettore associati al moto della carica sono strettamente correlati. La correlazione tra questi parametri impone una contrazione relativistica del raggio, un aumento della velocità angolare istantanea ω = c/r e l’invarianza della velocità angolare ωe nel piano xy ortogonale alla direzione del moto.

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Il professor David Orlin Hestenes (a sinistra), in un’intervista TV.

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Quali risultati sperimentali potrebbero essere interpretati utilizzando questo particolare modello dell’elettrone?

Una serie di esperimenti compiuti negli ultimi dieci anni dal professore Leif Holmlid (Università di Gothenburg) hanno provato l’esistenza di una forma molto compatta di deuterio. Partendo dal valore dell’energia cinetica (circa 630 eV) dei nuclei emessi in alcuni esperimenti, compiuti irraggiando con un piccolo laser questa particolare forma di deuterio ultradenso, viene calcolata una distanza  tra nuclei di deuterio di circa 2.3 \cdot 10^{-12} m, un valore molto più piccolo della distanza di  circa 74 \cdot 10^{-12} m che separa i nuclei di una normale molecola di deuterio. È possibile avanzare una ipotesi sulla struttura dell’idrogeno (o deuterio) ultradenso partendo dai modelli Zitterbewegung dell’elettrone e del protone. Il protone può essere visto come un anello di corrente generato da una carica elementare positiva che si muove alla velocità della luce lungo una circonferenza la cui lunghezza è uguale alla lunghezza d’onda di Compton del protone\left(\lambda_p \approx 1.3 \cdot 10^{-15} m\right). Il protone sarebbe quindi, secondo questa ipotesi, molto più piccolo dell’elettrone, essendo il rapporto tra i raggi dei due anelli di corrente uguale all’inverso del rapporto delle loro masse:r_e/r_p = m_p/m_e \approx 1836. Una ipotetica struttura (Z-Idrino o Zitterbewegung Idrino) formata da un elettrone con al centro un protone (o un nucleo di deuterio) avrebbe una energia potenziale di -q^2/r_e \approx -3.7 keV, un valore corrispondente all’energia di un fotone nella gamma dei raggi X con una lunghezza d’onda di circa 3.3 \cdot 10^{-10} m. La distanza tra i nuclei di deuterio nell’esperimento di Holmlid potrebbe essere spiegata da un aggregato di queste strutture. In questi ipotetici aggregati, le fasi Zitterbewegung di due elettroni vicini differiscono di \pi radianti e la distanza d_c  tra le cariche dei due elettroni è uguale alla distanza percorsa dalla luce in un tempo uguale al periodo T di rotazione: d_c = cT =  \lambda_c \approx 2.42 \cdot 10^{-12} m.. In questo caso la distanza tra i nuclei può essere ricavata applicando il teorema di Pitagora:

d_i = \sqrt{\lambda_c^2 - \lambda_c^2/\pi^2} \approx 2.3 \cdot 10^{-12} m

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Il modello proposto per l’idrogeno ultradenso.

È importante ricordare brevemente, a questo punto, l’interessante lavoro di Jan Naudts, “On the hydrino state of the relativistic hydrogen atom”, dove l’autore applicando l’equazione di Klein-Gordon all’atomo di idrogeno trova (eq. 16) un livello energetico E_0 \approx m_ec^2\alpha \approx 3.7 keV.

Nell’esperimento di Iwamura è stata osservata la trasmutazione nucleare a bassa energia di elementi depositati su un sistema formato da strati sottili alternati di palladio (Pd) e ossido di calcio (CaO). La trasmutazione avviene quando il sistema viene attraversato da un flusso di deuterio. Lo strato di CaO, indispensabile per la trasmutazione, dista centinaia di strati atomici dalla zona vicino la superficie dove vengono depositati o impiantati gli atomi da trasmutare. Occorre quindi necessariamente trovare un meccanismo che spieghi l’azione a distanza e il ruolo del CaO nonché il superamento della barriera coulombiana da parte dei nuclei di deuterio. Una interessante ipotesi potrebbe derivare dal considerare fondamentale la formazione di deuterio ultra-denso (UDD) in corrispondenza dell’interfaccia tra ossido di calcio e palladio, una zona in cui la elevata differenza di funzione lavoro tra Pd e CaO favorisce la formazione di un strato con una alta densità di elettroni (SEL, Swimming Electron Layer). Il deuterio ultra-denso potrebbe successivamente migrare nella zona dove sono presenti gli atomi da trasmutare. Tale ipotesi appare più realistica dell’ipotesi della formazione di di-neutroni (coppie di neutroni), conseguenza di una ipotetica cattura nucleare dell’elettrone, considerando l’elevata differenza di massa tra un neutrone e la somma delle masse del protone e dell’elettrone. Aggregati di deuterio ultra-denso, non avendo carica, sarebbero quindi – secondo questa ipotesi – i probabili responsabili della trasmutazione del Cs in Pr e dello Sr in Mo. Utilizzando la notazione di Holmlid “D(0)” per indicare “atomi” di deuterio ultra-denso, la reazione ipotizzata per la  trasmutazione del cesio in praseodimio nell’esperimento di Iwamura sarebbe molto semplice:

^{133}_{55}Cs + 4D(0)\:\rightarrow \:^{141}_{59}Pr + 4e

In questo contesto, gli elettroni avrebbero il preciso ruolo di vettori di nuclei di deuterio all’interno del nucleo da trasmutare.

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Il professor Leif Holmlid (a sinistra) e Yasuhiro Iwamura (Università di Tohoku).

Sembrerebbe che un importante ruolo degli elettroni nelle reazioni nucleari a bassa energia sia stato proposto anche da Gullström e Rossi nell’ultimo lavoro teorico Nucleon polarizability and long range strong force from σI=2 meson exchange potential” (grassetto aggiunto):

“A less probable alternative to the long range potential is if the e-N coupling in the special EM field environment would create a strong enough binding to compare an electron with a full nuclide. In this hypothesis, no constraints on the target nuclide are set, and nucleon transition to excited states in the target nuclide should be possible. In other words these two views deals with the electrons role, one is as a carrier of the nucleon and the other is as a trigger for a long range potential of the nucleon”.

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Gli aggregati di idrogeno o deuterio ultra-denso potrebbero quindi essere la causa di  reazioni nucleari che coinvolgono più di due nuclei e considerate attualmente impossibili o altamente improbabili?

Non possiamo dirlo con certezza, ma se confermate sarebbe difficile trovare spiegazioni alternative per tali reazioni. Interessante ricordare come, già negli anni ‘90, nel brevetto US5411654 di Brian Ahern si fa rifermento a reazioni nucleari “many-body”, cioè a molti corpi:

“Condensed matter systems in which the deuteron nuclei motions are synchronized to such a high degree are expected to generally tend toward conditions that favor 3- and 4-body strong force interactions. Such many-bodied, cooperative oscillations permit 3 nuclei to be confined in, or close to, the strong force envelope simultaneously, providing a corresponding increase in interaction potential. Prediction of reaction by-products of 3- and 4-body strong force interactions are beyond current understanding. High energy scattering experiments are of no predictive use, owing to the immeasurably low probability of even a 3-body interaction.”.

Per inciso, il brevetto in questione tratta anche altri temi di fondamentale importanza come, ad esempio, la localizzazione dell’energia nei sistemi nano-strutturati.

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Qual è la principale differenza tra questo modello di idrogeno ultradenso e l’idrino di Randell L. Mills?

Nella teoria di Mills, l’equazione per la densità di carica 𝛒 prevede l’esistenza di cariche che si spostano a velocità v < c, mentre il modello proposto dagli Autori impone esclusivamente, come già detto, l’esistenza di cariche che si spostano alla velocità della luce. La teoria di Mills prevede, inoltre, la possibilità di diversi livelli energetici per l’atomo di idrogeno al di sotto del livello fondamentale comunemente accettato.

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Possiamo citare altri risultati sperimentali che suggeriscono l’ipotesi dell’esistenza di forme compatte di idrogeno ?

Negli anni ‘60, nel tentativo di dimostrare l’ipotesi secondo la quale il neutrone è una forma compressa di idrogeno, Don Carlo Borghi ha realizzato un esperimento in cui idrogeno parzialmente ionizzato veniva attraversato da microonde a 10 GHz generate da un Klystron. L’esperimento sembrava verificare la possibilità di sintetizzare neutroni partendo da protoni ed elettroni. La massa-energia mancante per un corretto bilanciamento della reazione p + e \rightarrow n rende però poco plausibile l’ipotesi di una reale sintesi di neutroni: più probabile, anche se non ancora dimostrata, la possibilità di formazione di idrogeno ultra-denso: p + e \rightarrow H(0).

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In conclusione, vorrei segnalare la possibilità, per chi volesse approfondire gli argomenti trattati o volesse chiarimenti a riguardo, di porre delle domande e di commentare sul mio blog.

Un sincero ringraziamento a Mario Menichella ed a quanti hanno collaborato alla realizzazione di questo post.

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2 comments

  1. Gent.ma Dr Vessela Nikolova:
    Il lavoro teorico del Dr Vassallo, secondo me, merita di essere studiato. Usiamo il rasoio di Occam anche per fare epoche’, non solo per filtrare inutili moltiplicazioni – Google “Husserl Epoche”.
    Cordiali saluti,
    Andrea Rossi

    • Grazie Dr. Rossi.

      Considero la “Conoscenza Socratica”, e la relativa possibilità di mettere in dubbio anche schemi concettuali apparentemente consolidati, un punto chiave della ricerca scientifica.
      Le idee proposte nelle due pubblicazioni del JCMNS vanno considerate come ipotesi preliminari, in grado forse di indicare approssimativamente una direzione di ricerca, ma ancora molto, molto lontane dall’obiettivo di una teoria coerente e completa sulle reazioni nucleari a bassa energia.

      Cordiali Saluti

      Giorgio Vassallo

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