ginevra

considerazioni generiche, sintetiche, elementari
sull'esperimento in attuazione nel collisore LHC
(Large Hadron Collider)


la legge fondamentale della chimica afferma che in ogni trasformazione chimica la massa rimane costante:
la massa totale dei reattivi risulta equivalente alla massa totale dei prodotti di reazione

C + O2 >>> CO2 (12g + 32g >>>44 g) + energia (393.500 joule)

qual'è l'origine della energia che compare nella combustione ?vedi a fine pagina

vedi diapositiva con powerpoint


 

esistono trasformazioni a livello nucleare nelle quali viene liberata notevole
quantità di energia e si riscontra contemporaneamente
una significativa scomparsa di massa
(reazioni di decadimento nucleare, fissione, fusione, annichilazione)

decadimento radioattivo

vedi diapositiva con powerpoint

 

fissione nucleare

vedi diapositiva con powerpoint

fusione nucleare

vedi diapositiva powerpoint

annichilazione


vedi in sito per annichilazione

Generalmente un'annichilazione segue sempre una creazione di coppia,
poiché l'antiparticella non può esistere nel nostro mondo materiale:
un antielettrone, ad esempio, generatosi per creazione di coppia,
non appena incontra un elettrone annichila producendo due raggi gamma
che dipartono nella medesima direzione su versi opposti
e ripartendosi l'energia totale di 1.022 MeV,
ed ognuno dei due raggi gamma emergenti sarà di 0.511 MeV.

la massa dei componenti un nucleo risulta maggiore della massa del nucleo risultante:
la massa scomparsa genera la forza legante i nucleoni

protone + neutrone >>> deuterio

vedi diapositiva powerpoint

 


applicando la relazione fondamentale di Einstein che collega massa ed energia
si può ridefinire la legge di conservazione della massa considerando che
la massa scomparsa compare come massa equivalente sotto forma di energia

Massa = E / c2

E = m * c2   
(energia = massa moltiplicata per velocità della luce)

 

Misure di energia e loro conversione

 Erg  ( se massa in grammi e velocità in cm/sec)

Joule (se massa in chilogrammi e velocità in m/sec)

1 joule = 107 erg

eV =(elettronvolt) = 1.6*10-12 erg = 1.6 * 10-19 joule

Mev (megaelettronvolt) = 106 eV

Gev (gigaelettronvolt)    = 1000 Mev = 109 eV

Tev (teraelettronvolt)     = 1000 Gev  = 1012 eV

 

Energia equivalente alla massa a riposo di una particella:

E = m * c2 erg, o joule , o Mev


massa equivalente per elettrone e positrone

E = m * c 2  = 9*10-28g * (3*1010cm/s)2 =
= 81*10
-8erg = 5*105 eV =  
0 .5  Mev

la energia equivalente alla massa a riposo del protone si può calcolare con la formula
E = mp*c^2 (939 Mev)

E = m * c 2  = 1.6*10-24g * (3*1010cm/s)2 =
= 144*10
-5erg =  9*108 eV = 900 
Mev (939 Mev)

la energia che compare nella combustione del carbonio si può ritenere generata
dalla scomparsa della massa , calcolabile con la formula
Dm = E / c^2 (4.37 * 10^(-12) Kg))

Massa = E / c2
= 339500 joule / 9*10
16 m/s2 =
= 4.37 * 10
-12 Kg

 


si osserva che mentre nelle reazioni chimiche la massa che scompare è praticamente
non rilevabile con gli strumenti a disposizione essendo assolutamente trascurabile
quella che invece scompare nelle reaziomi a livello nucleare risulta significativa
e anche l'energia generata proporzionatamente rilevante


 

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