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Smentita la terza legge di NEWTON...ma attenzione al trucco

Isaac Newton è stato sconfitto: un team di ricercatori tedeschi è riuscito a dimostrare che in particolari casi, il terzo principio della dinamica non funziona.

In realtà non è proprio tutto vero, perchè questi scienziati hanno dovuto far ricorso a diversi trucchi. Ma procediamo con ordine.

Intanto vediamo cosa dice la terza legge di Newton: il principio di azione e reazione.

La terza legge di Newton si applica ai sistemi inerziali, quei sistemi in cui un punto non sottoposto a forze, manterrà il suo stato di quiete. (Per esempio un libro sopra un tavolo).

Ebbene, in questi sistemi , ad ogni forza prodotta in un corpo, corrisponde una forza su un altro corpo uguale e contraria. Un classico esempio è quello delle palle da biliardo, che quando vengono a contatto schizzano via prendendo delle direzioni opposte. 

Ulf Peschel e i suoi colleghi dell'università di Erlangen-Norimberga, sono riusciti però a far scontrare degli impulsi laser all'interno di un circuito di fibre ottiche evitando "l'effetto" palle da biliardo e battendo così sul campo il principio fisico stabilito nell'ormai lontano 1687. Ma per riuscire a dimostrare questo effetto, hanno dovuto conferire alla luce una massa, piccola, piccolissima, ma pur sempre maggiore di zero. Questo è il trucco.

Già la NASA negli anni 90, aveva cercato di superare il principio di azione e reazione: a livello teorico, se uno dei due corpi avesse massa negativa, dopo lo scontro accelelerebbero nella stessa direzione. Se le due masse continuassero ad interagire, si avrebbe un'accelerazione continua, che prima o poi spingerebbe le due masse a velocità superiori a quelle della luce.

Questa speculazione è alla base dei motori a curvatura, la cui realizzazione però si scontra con un altro principio fisico: una massa non può avere un valore negativo. Anche l'antimateria, le cui particelle hanno la carica e spin opposto a quello della materia, ha massa positiva.

Quanto pesa la luce? 

Ciò che hanno fatto Peschel e i suoi collaboratori è stato dotare di massa i fotoni, cioè le particelle di luce. O meglio hanno fatto si che i fotoni si comportassero come se avessero una massa. Per ottenere questo risultato hanno sparato gli impulsi laser attraverso uno speciale cristallo, che con un complicato gioco di riflessioni e rifrazioni, li ha di fatto rallentati conferendo loro proprietà fisiche uguali a quelle di particelle dotate di massa.

Giocando sulla forma delle onde luminose e sulla struttura del cristallo i ricercatori sono riusciti a creare impulsi di luce con " massa virtuale " negativa e a farli scontrare con quelli a " massa virtuale " positiva". Per ottenere l'interazione tra queste strane entità fisiche avrebbero però avuto bisogno di cristalli straordinariamente lunghi.

Gli scienziati hanno ovviato al problema realizzando due anelli in fibra ottica disposti a 8, di cui uno leggermente più piccolo dell'altro e vi hanno sparato dentro gli impulsi laser nella stessa direzione. Nel punto di contatto gli impulsi del primo anello cedono alcuni fotoni all'impulso del secondo: dopo qualche loop si viene a creare uno schema di interferenza tale per cui uno dei due impulsi, ha massa negativa e l'altro positiva.

Quando l'impulso a massa positiva e quello a massa negativa si scontrano, a loro volta accelerano effettivamente nella stessa direzione, contrariamente alla terza legge di Newton.

Mantenendo il loop all'infinito, gli scienziati hanno di fatto realizzato qualcosa di molto simile a un piccolo motore a curvatura. Servirà a costruire le astronavi del futuro? Probabilmente no, ma secondo Peschel potrebbe servire per costruire computer molto più veloci di quelli attuali. Per esempio conferendo una massa virtualmente negativa agli elettroni presenti nei semiconduttori dei circuiti elettronici e dei processori. Oppure per costruire display laser di nuova generazione, in cui il loop controlla la lunghezza d'onda dei fotoni e quindi il colore della luce.

Ma è lo stesso scienziato che avverte dicendo che l'applicazione pratica di questo studio potrebbe risultare essere molto complessa.

Emanuele Valeri

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