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sabato 4 giugno 2016

Elettrodinamica Quantistica Coerente, una possibile spiegazione per i rimedi omeopatici?

Post di Andrea Rampado
Quando mi sono accorta che con trattamenti omeopatici ad altissima diluizione si potevano ottenere risultati significativi e ripetibili ho sentito “traballare” tutte le mie certezze scientifiche. Questo però mi ha stimolato ad andare avanti perché penso che la “curiosità” sia l’atteggiamento giusto per chi si occupa di scienza. ( Prof.ssa Lucietta Betti )
Nei giorni scorsi ci siamo occupati dei dispositivi QUANTUM prodotti dalla ditta Freebioenergy.
I prodotti QUANTUM sono stati segnalati un paio di volte nel blog di Ocasapiens, due volte sul blog di Oggiscienza e un paio di volte a Radio Popolare dalla instancabile cacciatrice di bufale Sylvie Coyaud.
Per il famoso detto "se denunci una bufala, ma non puzza di bufala, forse si tratta di un gallo", noi di 22Passi ci siamo occupati di questa faccenda con l'intento, per quanto possibile, di fare chiarezza e di capire chi veramente ci sta propinando una bufala.
Dopo i primi due post di 22Passi sull'argomento, visto l'interesse suscitato, abbiamo chiesto ai diretti interessati di rispondere alle molte domande e obiezioni che sono arrivate. In particolare il Prof. Andrea Idini, docente di meccanica quantistica e interazioni nucleari in una scuola di Dottorato internazionale in fisica nucleare, ha sottolineato, con metodo e rigore scientifico, che il prodotto Quantum e le possibili spiegazioni scientifiche che vengono fornite in merito al suo funzionamento sono delle "SUPERCAZZOLE".
Prof. Andrea Idini
Su nostra espressa e insistente richiesta di approfondimento e di spiegazione in che cosa consista la "SUPERCAZZOLA", solamente dopo aver presentato un documento video nel quale vengono spiegate le motiviazioni per le quali il dispositivo QUANTUM funzionerebbe, finalmente abbiamo ottenuto delle risposte dal prof. Idini. Risposte che sono state prontamente segnalate ed inviate al protagonista del video in questione, l'ing. Paolo Renati, il quale ha replicato.

Ing. Paolo Renati
Riporto in sequenza i punti secondo i quali per il prof. Idini, il prodotto QAUNTUM è una "SUPERCAZZOLA"  e a seguito le risposte punto per punto dell'ing. Renati. Vi anticipo, cari lettori e autori di 22Passi ,che essendo le risposte estremamente tecniche e articolate, la lettura non sarà di facile comprensione per chi non è tecnicamente preparato. Riteniamo per tanto doveroso non dar spazio a commenti che potrebbero sviare il focus di questa discussione "sui massimi sistemi" che con tanto impegno e duro lavoro siamo riusciti ad ottenere. Vi invitiamo a replicare eventualmente nei due post precedenti, link, link, e invitiamo il prof. Idini, qualora lo ritenesse opportuno, di scrivere una eventuale contro replica via mail che sarà opportunamente pubblicata con le repliche dell'Ing. Renati.
Al tempo stesso, su espressa richiesta di alcuni autori di 22Passi, chiediamo fin da ora al Prof. Idini, sua disponibilità per un confronto pubblico durante un convegno/dibattito organizzato per l'occasione. Disponibilità già ricevuta dall'Ing. Renati e da altri che si uniranno al dibattito essendo l'argomento di grande interesse per il mondo accademico e scientifico per le possibili implicazioni di carattere medico, agroeconomico, della vita in generale in tutti i suoi aspetti, oltre che certamente di carattere culturale.

Tutto questo non prima che venga eseguito un test sui prodotti QUANTUM. Come da proposta dell'Ing. Giancarlo De Marchis; il titolare della ditta Freebioenergy, il sig. Luigi Vantangoli, ha accettato di far testare i prodotti QAUNTUM con protocolli concordati e con la collaborazione di un ente di ricerca e/o Università.  
Siamo in attesa della risposta dell'Ing. De Marchis.


Il video delle spiegazioni tecniche e scientifiche del prodotto Quantum:



Le "SUPERCAZZOLE" secondo il prof. Idini e le risposte in blu dell'Ing. Paolo Renati:

Senza acrimonia, davvero, ma ci sentiamo molto perplessi in merito al dirsi “competente di QED” da parte del Prof. Idini (commento del 30 maggio 2016 ore 16 al link). O meglio, sicuramente lo è e molto… ma, dalle obiezioni da lui riportate sembra che non abbia mai inteso approfondire con calma quanto è stato affrontato sui testi di Umezawa, Blasone, Jizba, Vitiello [1-3], prima ancora che sull’eccellente lavoro di Preparata “QED Coherence and Matter” [4], senza nemmeno considerare i lavori, di seguito riportati circa la coerenza dell’liquida. Quanto abbiamo in precedenza esposto, in varie occasioni (convegni o relazioni scritte), non è frutto di nostra fantasia o interpretazione, bensì null’altro che il riportare quanto fisici autentici e di spessore hanno convenuto e definito. A tali contenuti teorici ci si sta rivolgendolo con apertura e umiltà per tentare una prima interpretazione razionale dei presupposti fisici della tecnologia (tanto vessata e mistificata in questi giorni) e dei risultati fenomenologici da essa ripetibilmente prodotti. Per amor di scienza e con la speranza di rettificare tanta confusione, di seguito in blu le risposte in calce ad ogni obiezione. In fondo anche una bibliografia concernente quanto argomentato.

Video:
1- Due domini dell'acqua. Teoria disprovata del compianto Del Giudice. Nessuno ha mai visto i domini dell'acqua, nessun ha mai calcolato con un metodo sufficientemente sofisticato domini dell'acqua. nello specifico, esistono differenze nello spettro molecolare dell'acqua nei diversi stati. Se avesse domini di coerenza l'acqua liquida dovrebbe presentare un spettro con le stesse identiche features del vapore (chesso' la cosiddetta "risonanza Phi" ad esattamente 1 e qualcosa micrometri. Non mi risulta che questo sia stato osservato). Una cosa non diventa vera perché qualcuno ci crede.

Perché “due” domini…? “nello specifico, esistono differenze nello spettro molecolare dell'acqua nei diversi stati” non si comprende cosa voglia dire. Ad ogni modo…
Primo: i domini non sono “cose”, bensì regioni di spazio – le cui dimensioni sono decise dalla lunghezza d’onda del modo elettromagnetico (EM) accoppiato ai componenti materici interessati dall’eccitazione del primo (vedremo al punto 6 il perché del self-trapping) – in cui determinati oggetti (nel caso, le molecole d’acqua), capaci di configurarsi in almeno due stati (un fondamentale ed un eccitato), oscillano tra tali stati tutti in fase tra loro e con il campo accoppiato stesso. Pertanto, sono strutture dinamiche dal tempo di vita che dipende dal periodo di oscillazione [rinormalizzato] del campo di gauge coinvolto nell’interazione (mediamente per l’acqua essi appaiono e scompaiono ogni circa 100-150 femtosecondi [3,4]). Quindi non è possibile osservarli in senso standard come fossero pallette: sono fatti del loro moto ordinato collettivo (proviamo ad afferrare il vortice dello scarico della vasca quando la svuotiamo... un po’ dura, no? Certo, poiché quello è fatto di movimento e non è una struttura densa esistente staticamente [come ogni cosa, del resto, dipende dalla scala a cui si considera il sistema]).
Secondo: nessuno ha disprovato un bel niente in merito al modello in QED che avevano iniziato Arani, Bono, Preparata, Del Giudice nel ’93 [5] e poi implementato sempre e sempre più successivamente [3,6-8,20,43] permettendo di dare un razionale consistente e quantitativo a molti fenomeni sia ordinari (come la dissoluzione degli ioni e la dipendenza della costante dielettrica dell’acqua dalla temperatura [9,10]) che straordinari (come sonoluminescenza [11,12], infiammabilità di soluzioni di acqua e sale immerse in campi a radiofrequenza [link] e floating water bridge [13,15]). Anzi, sempre più evidenze sperimentali [16-19, 21-34] stanno rivelando che l’acqua a temperatura ambiente è disomogenea, attestando il modello della coerenza che genererebbe un sistema bifasico per temperature superiori a 220 Kelvin (come già ipotizzò Röntgen a fine ‘800 [50]). Personalmente, veniamo dal 10° International Water Conference, tenutosi in Ottobre 2015 a Varna (Bulgaria [link]) e abbiamo avuto modo di prender conoscenza di un’immensa quantità di dati sperimentali presentati, ai quali era possibile dare un razionale solo considerando la coerenza elettrodinamica. (ma prima di fare illazioni, ci si preoccupa di aggiornarsi in letteratura o no??!!).
Terzo: l’acqua liquida non ha nessuna ragione di dover presentare le stesse features del vapore, proprio perché le molecole non possono originare una nuova fase termodinamica senza mutare la loro configurazione elettrodinamica. È proprio questo che manca a chi crede che una molecola sia sempre uguale a se stessa, a prescindere dalle meta-condizioni (cioè quelle ad essa di contorno come, ad esempio, essere isolata nello spazio, come accade nel vapore, ed essere così soggetta solo a delle ridicole fluttuazioni del vuoto – Lamb shift, di qualche parte per milione – o essere nel liquido in cui vi è un forte accoppiamento a molti corpi. Cambia tutto. E, tranquilli, non ve lo dicono i “cosiddetti liceali”, bensì le irrefutabili considerazioni che hanno mosso il lavoro di Preparata, Del Giudice, Vitiello e che essi hanno precisamente illustrato nei loro lavori [7,8], mostrando quanto l’ipotesi elettrostatica di mainstream, probabilmente condivisa da chi fa le obiezioni a cui stiamo rispondendo, non è sostenibile per produrre un sistema liquido dalle proprietà osservabili anche quotidianamente).
Quarto: a parte che dire che l’acqua dovrebbe avere “tipo risonanza in Phi” è arbitrario…chi l’ha detto? Comunque, non è qui il punto, magari è vero…e pure bellissimo... ma il nodo è: come si fa a dimenticare che il numero aureo esprime un rapporto tra parti o tra scale e non è un valore in date unità di misura?? Ci spieghiamo: non è che perché abbiamo deciso che un metro vale tot e allora il rapporto Phi di un sistema come l’acqua dev’essere a 1,6181… sott’ordini del metro (centimetri, micrometri, nanometri, ecc.)!! Sia chiaro, la natura non sa nulla delle unità di misura (forse nemmeno di quelle dette “naturali”, visto che comunque si tratta di quantità approssimate). Si possono usare i micrometri, i micropollici, le microbanane, o le bracciate di cavalletta… non è detto che la molecola d’acqua crei strutture dimensionalmente riconducibili a quanto effettivamente è un’unità di misura scelta. Ma questo poi cosa c’entra con la plausibilità o meno dei domini di coerenza??!!
Quindi restiamo in tema e sottolineiamo che, in quanto porzioni di spazio (e tempo) in cui si svolge l’oscillazione, i domini non possono essere “afferrati” anche per il principio di complementarità, tra fase di oscillazione e numero di oscillatori, che emerge dalla QFT: laddove la fase è perfettamente definita (cioè vige la coerenza), ad essere indeterminato totalmente è l’aspetto corpuscolare/classico che ci dice quanti sono i componenti a costituire il sistema che sta oscillando a quella fase comune [3,4,6-8]. Si badi bene che non è mica opinabile questo: poiché dipende dal fatto che gli operatori della fase e dell’ampiezza dell’oscillazione (esprimente il numero di quanti) NON commutano. La misura è un’operazione classica che implica la possibilità da parte di un sistema rivelatore di essere alterato/perturbato/variato dal sistema che si vuole osservare. Ma la relazione è mutua ed implica anche il viceversa, ahivoi. Ciò significa che, nel misurare, distruggi la coerenza che è una condizione del movimento e non dei componenti in sé. Come l’elio super-fluido: come si vede, si comporta in maniera estremamente anomala, senza attriti, né dissipazioni, senza disordine. Ma se con un SEM o un TEM potessimo andare a guardare i singoli atomi di elio: 1) quelli superfluidi, di per se stessi, non differirebbero in nulla da quelli normali, 2) per poterli osservare (cioè risolverne l’aspetto numerico, che ci dice se ne guardiamo uno, tre o venti) dovremmo fermarli e questo li leverebbe immediatamente dall’oscillazione collettiva, cioè dallo stato coerente, che, almeno per quelli osservati, sarebbe distrutto (e resterebbe sconosciuto) in quanto esso è una dinamica e non una “cosa”.
Una cosa non diventa falsa perché qualcuno non la capisce (e quindi non la crede).

2- "L'acqua diventa liquida grazie all'intercessione del campo elettromagnetico, che viene da dove? dal vuoto..."
No. Il campo e-m che rende l'acqua liquida viene da protoni e elettroni, sarebbe folle venisse dal vuoto (tu sei fatto di vuoto o di atomi? se sei fatto di vuoto e non di atomi, perché' il vuoto è vuoto e non è te?). Il vuoto contribuisce per una parte detto "Lamb Shift", che è un contributo energetico nell'ordine del milionesimo, molto importante per chi fa spettrometria, per niente interessante quando si vuole parlare di condensazione dell'acqua.

Stiamo scherzando o stiamo scherzando?
Primo: probabilmente ci si irretirà subito dicendo che stiamo sfumando nel filosofico (oddio!), ma… cosa si crede che siano – in fondo – “particelle” come protoni ed elettroni..? Palline fatte di palline più piccole, fatte di palline più piccole, fino a un certo limite? Quindi arriviamo alla finale composizione della realtà fisica di elementi finiti ed intrinsecamente esistibili in sé..? se “scaviamo in un protone o in un elettrone (pacchetti proto-gaussiani di massa, carica, spin, ecc.) in cui possiamo risolvere sub-strutture ancora più giù (i quark per i protoni, non per i leptoni come l’elettrone), non troveremo nulla fuorché del vuoto. Lo si sappia bene. Quindi siamo, in ultimo, fatti proprio di vuoto!! Ciò che produce l’apparire denso della materia sono, in prima battuta, la densità energetica e la durata di tale configurazione dell’energia.
In effetti ciò che distingue un “me” da altro è proprio e solo il tipo di vuoto. Nuovamente, se ragioniamo con le categorie del 1800 il vuoto è solo lo spazio vuoto, ma non è questo quanto inteso in QFT. La meccanica quantistica prevede, per il teorema di von Neumann [35] un solo livello di vuoto per un sistema (vacuum), mentre la QFT ne prevede infiniti (vacua) e si tratta di stati energetici, che come sviluppiamo meglio tra qualche riga, sono rappresentati dalle fluttuazioni dei campi di gauge. E quindi è un vuoto-pieno di eccitazioni ed è proprio il vuoto a fare la differenza tra un sistema ed un altro e anche tra uno stato di un dato sistema ed un altro del medesimo.
Secondo: da cosa si crede che siano prodotte le oscillazioni di protoni ed elettroni, anche intendendoli come ultimativi al livello di scala considerato…? Dunque, ci sono due modi per dirla: o li si considera intrinsecamente fluttuanti (e va anche bene), come ha fatto la Meccanica Quantistica con l’eq. di Schrödinger; oppure si considerano tali postulate “particelle” come soggette alle fluttuazioni del fondo ambientale, il livello fondamentale del sistema che è espresso come un “brulicare” stocastico di eccitazioni (virtuali, come le ha chiamate Feynman) dei campi di gauge (stocastiche in prima approssimazione, poi dipende dal sistema a cui pertengono: se esso è coerente, anche le fluttuazioni di punto zero lo sono). Questo significa che l’attore è il vacuum, lo zero point field, chiamiamolo come più ci piace, espresso appunto come un campo, o, più precisamente, come: il livello di minima energia, nel sistema considerato, del campo di gauge mediatore delle interazioni in esame. Ovviamente, se ci occupiamo di molecole e cariche elettriche non stiamo a considerare le fluttuazioni cromodinamiche, bensì quelle elettrodinamiche, ossia il vacuum del sistema è il livello di minima energia (intrinsecamente fluttuante, per Heisenberg) del campo elettromagnetico. Lamb shift [36] ed effetto Casimir [37,38] (anche dinamico [39]) ce l’hanno dimostrato chiaramente.
Ma tornando al punto, il fatto importante è che, sia che si dica che le fluttuazioni sono intrinseche alle cariche considerate (protoni / elettroni), sia che vengano tradotte matematicamente in un campo di gauge oscillante, ciò che conta è che le interazioni tra le molecole che passano da una fase (vapore, ad es.) ad un’altra (liquido, nel caso) sono quelle elettromagnetiche in primis e non delle interazioni stocastiche elettrostatiche a corto raggio (dette legami ad H). Se si considera infatti la durata di tali interazioni a T ambiente, si vede che durano appena 2 picosecondi, cosa che rende totalmente irragionevole considerarle entro il regime statico (come invece è stato fatto, soprattutto dopo la teoria dei legami ad H di Linus Pauling [40,41] e dopo che Bernal e Fowler [42] dissero che una medesima specie – la molecola d’acqua nel caso – non può, alle medesime condizioni di temperatura e pressione, originare fasi termodinamiche diverse. Questo era vero se si considerava la Meccanica Quantistica, e precisamente il teorema di von Neumann, che può contemplare un solo livello di vacuum ed entro cui le rotture spontanee della simmetria [SSB] sono completamente interdette. Se descriviamo un magnete con la Meccanica Quantistica, possiamo descriverlo perfettamente, ma senza mai poter dire nulla su come lo stato magnetizzato venga a generarsi o distruggersi. Mentre la QFT, il contesto teorico più idoneo e realistico per considerare sistemi a molti corpi (quindi la materia condensata), reintroduce la molteplicità del livello fondamentale di un sistema (i vacua) e riporta il tempo di tunnelling all’infinito, consentendo il riapparire delle SSB e la loro descrizione, cioè le transizioni di fase!).
Quindi se parliamo di interazioni elettromagnetiche tra le molecole stiamo parlando di interazioni mediate da particelle bosoniche dette fotoni. Che li diciamo essere del vuoto (come in vero sarebbe più elegante) o originati da fluttuazioni supposte intrinseche alle particelle cariche, poco cambia. Ora, al punto 4, discutiamo come allora il Lamb shift sia immensamente cruciale quando le condizioni del vapore superano (per temperatura e pressione) una soglia critica.

3- la dimostrazione dell'interazione delle fluttuazioni del vuoto non si deve a Feynman ma Hans Bethe (e Lamb sperimentalmente).

Beh, caspita, se era Hans Bethe, allora cambia tutto.
Intanto, nessuno ha detto che la dimostrazione delle interazioni tra vuoto e corpi materici è stata fatta da Feynman, bensì che egli è colui che ha introdotto il termine “virtuale” per indicare eccitazioni dei campi di gauge che durano per tempi infinitesimi, in accordo alla relazione di Heisenberg: . Cioè, durante una fluttuazione del vuoto, l’energia non è conservata per una quantità massima pari a quindi ossia, tanto maggiore sarà la taglia energetica della fluttuazione e tanto più breve sarà il suo tempo di vita. Certo: le fluttuazioni sono state provate, come detto, non solo da Lamb, ma anche da altri già menzionati [38,39]. Quindi perché stare tanto a dire che il vuoto è così alieno alle transizioni di fase (che proprio nella QFT sono cambiamenti da un livello di vacuum del sistema ad un altro)?? Forse si pensa che non possano entrare nel processo poiché le taglie energetiche richieste sono irrisorie rispetto alle transizioni molecolari chiamate in causa?? Rispondiamo in proposito al punto successivo.

4- "Il vuoto e' in grado di passare questa energia all'acqua", il vuoto "passa energia" per i misurati 5*10
-6 eV (misurati da Lamb, nel caso dell'idrogeno). La prima eccitazione atomica (come quella indicata) si misura a circa 7.5 eV, quindi un milione di volte più energetica. Non deragli un treno con le carezze.
Inoltre lo stato fondamentale dell'acqua non si denota con sp
3, perché chiunque sappia qualcosa di sistemi multicorpi oltre alla chimica liceale sa che lo stato sp3 è una componente della configurazione fondamentale. Il primo stato eccitato inoltre si chiama 3sa1, e lo stato 5D (maiuscolo) sarebbe così' in alto in energia determinare uno sfascio della molecola prima di vederlo (significa portare 6 elettroni nello stato eccitato "d", considerando che la molecola d'acqua ha 10 elettroni in tutto averne più di metà nello stato eccitato significa l'equivalente di un cataclisma) altro che le gentili carezze delle oscillazioni del vuoto.

Quasi vero: non deragli un treno con una carezza. E nemmeno con poche. Deragli un treno con milioni di carezze, se tutte sono all’unisono. Abbiamo presente l’altalena o il crollo del ponte sotto ai passi di marcia della fanteria o alle fluttuazioni del vento che producono flessioni elastiche con un ritmo coincidente alla frequenza propria della struttura [link]…? Bene, quella è la dinamica. Notare che il parametro cruciale non è l’intensità del vento in senso lineare, ossia “vento più fortepiù oscillazione del ponte”, ma dev’essere una precisa intensità che consenta (attraverso la deformazione elastica) di far immagazzinare e rilasciare alla struttura energia potenziale ad un ritmo coincidente con un modo proprio della struttura stessa: si chiama risonanza. Ma andiamo con ordine.
Si consideri un volume di spazio in cui siano presenti delle molecole d’acqua allo stato di vapore denso, ad una temperatura sulla soglia dei 100 °C, in diminuzione, e alla pressione di 1 atm. Le molecole sono, per le ragioni accennate sopra, in costante dialogo con il vuoto, che tramite fluttuazioni elettromagnetiche (quelle che qui consideriamo) è in grado di scambiare energia con esse. Queste eccitazioni, nominate dopo R. Feynman anche come fotoni virtuali, hanno tempi di vita infinitesimi (vedi risposta al punto 3). Non è possibile escludere a priori nessuna taglia energetica delle fluttuazioni dei campi di gauge (quindi non sono da ammettere solo fluttuazioni dell’ordine dei milionesimi di eV. MA ancor più importante è sottolineare che lo shift misurato da Lamb non corrisponde alla quantità di energia ceduta all’elettrone da parte del vuoto, bensì, la variazione del livello energetico dell’elettrone in conseguenza dell’accoppiamento tra la corrente elettrica prodotta dal movimento di quella stessa carica elettrica ed il campo EM del fotone virtuale che l’ha causata. Quindi la taglia del fotone virtuale eccitante potrebbe essere grande a piacere, in linea di principio). Piuttosto, sapremo bene che l’eccitazione (virtuale), tanto più sarà di grande taglia e tanto più implicherà brevità del proprio tempo di vita, per rispettare la legge di conservazione dell’energia. Quando tali quanti elettromagnetici hanno una taglia energetica confrontabile con i salti quantici di una molecola presente in quella regione di spazio (ad esempio con una delle sue transizioni elettroniche permesse), possono eccitarla (per esempio facendo salire un suo elettrone su un orbitale superiore a quello a cui si trova all’equilibrio, orbitale legante e/o anti-legante) e la molecola, spontaneamente, ricadrà allo stato fondamentale riemettendo il fotone che, in linea di principio (quasi elasticamente, a meno del Lamb shift), viene “riassorbito” nel vuoto. Questo processo può avvenire con una certa probabilità, P.
Va subito detto che, se consideriamo la molecola d’acqua, giustamente la prima eccitazione permessa è a circa 7.5 eV [44], quindi consideriamo fotoni con una lunghezza d’onda sicuramente migliaia di volte più grande dell’oggetto eccitato. Vedremo che alla base della “magia coerente” sta proprio questa grande disparità dimensionale tra l’oggetto molecola d’acqua (3.2 Å) e la dimensione dell’eccitazione a cui essa è soggetta (λ~1000Å). Vedremo qual è la lunghezza d’onda prescelta in questo processo ed il motivo.
L’elettrone di una molecola d’acqua può venire eccitato da un fotone virtuale con una certa probabilità P ed esser così portato ad un certo livello di energia, ΔE. A valle di questo primo step l’elettrone, prima eccitato, spontaneamente decade riemettendo un fotone che può tornare nel vuoto oppure eccitare un altro elettrone di una molecola vicina. Questo secondo processo di ri-eccitazione può verificarsi con una probabilità Pn= PN (con N: numero di molecole vicine, cioè entro distanze confrontabili con la lunghezza d’onda del fotone). Tale probabilità dipende, ovviamente, dalla densità spaziale delle N molecole comprese nel volume pari, per semplificare, ad un cubo di lato uguale alla lunghezza d’onda del fotone emesso (V~λ3), quindi si può esprimere tale probabilità Pn in funzione di tale densità, D= N/V ottenendo: Pn= P λ3(N/V) [43]. Appare chiaro che, a parità di lunghezza d’onda, esiste un valore critico del numero di molecole comprese nel suddetto volume, e quindi un valore critico della densità di molecole, oltre il quale la Pn→1 (tende al 100%). Il che significa che il fotone non potrà più lasciare l’insieme di molecole, tra cui verrà allora continuamente scambiato. Al punto successivo si dirà qual è questo valore critico, ma prima ne comprendiamo il perché.
Innanzitutto, ripetiamolo meglio, la variazione del livello di energia dell’elettrone nell’atomo di idrogeno rilevata nel Lamb shift non è “l’energia passata dal vuoto all’elettrone”, bensì la variazione dell’energia di quest’ultimo rispetto a quella stimata sull’orbitale occupato, dovuta all’interazione con le fluttuazioni del livello fondamentale del campo (di gauge) elettromagnetico ed il moto (la corrente elettrica) della carica eccitata e rilassata. Che differenza c’è? C’è che la variazione rilevabile nel Lamb shift (di qualche ppm) è frutto di due termini con dipendenza differente dalla densità numerica delle cariche coinvolte in tale processo, di cui uno è sotto-composto da altri due termini. Precisamente, si ha che la variazione di energia totale δE su un numero N di elettroni coinvolti da una fluttuazione elettromagnetica (il fotone dapprima “virtuale”) è esprimibile come:
δE= δE1+ δE2 = AN - BN N(N sotto radice, chiedo scusa ma non esce), ove A e B sono delle costanti. Il secondo termine, di segno meno è di fatto l’energia d’interazione. Come si vede il primo termine positivo cresce linearmente col numero di particelle, quindi diventa un costo energetico sempre più svantaggioso (costa sempre più energia, proporzionalmente a N), mentre il secondo dipende da N√N ed è negativo, ciò significa che esso aumenta in modulo inizialmente più lentamente ma, man mano sempre di più (si veda l’esempio numerico fatto con un programmino di calcolo in figura qui sotto).

Tali dipendenze da N sono vere perché il primo termine rappresenta il costo termodinamico dell’eccitazione (la fluttuazione del campo EM) proveniente dal vuoto (e tra poco vediamo da quali due sotto-contributi è dato): quindi δE1 è un termine bilineare in ψ e A (rispettivamente funzione d’onda e potenziale elettromagnetico), entrambi funzioni di N (N sotto radice, chiedo scusa ma non esce), perciò esso risulta funzione di N;  mentre il secondo, δE2, pertiene esattamente all’interazione tra il campo EM espresso dal vuoto e le correnti elettriche (j) associate alle (ora) fluttuanti cariche (nel caso, un elettrone – e non 6!! – per ogni molecola d’acqua nel vapore iniziale) e tale termine è quindi dipendente dalla quantità j×A , cioè al prodotto vettoriale tra le correnti elettriche ed il potenziale EM. Tale prodotto è una quantità proporzionale al termine - ψA∙∇ψ<0 ,  percui→ j×A ∝ - ψA∙∇ψ<0  ecco che δE2 è quindi trilineare in ψ e A. Tutto questo è verificabile dai calcoli in [8]. 
Ora, per la dipendenza dell’energia da N, vista ora, (mentre la temperatura del sistema scende, o la pressione aumenta) si arriverà (quando N=Nc , con Nc: numero critico) ad un punto in cui la densità spaziale di molecole comprese entro il volume interessato da ciascuna fluttuazione del campo di gauge (il fotone “virtuale”) sarà sufficientemente alta affinché la variazione di energia totale, associata alla fluttuazione delle cariche elettriche delle molecole, diventi uguale a zero (δE=ANc - BNcNc=0). Il sistema si trova ora sulla soglia oltre la quale ogni nuova molecola acquisita e interessata dalla fluttuazione collettiva, abbassa l’energia libera del sistema. Da quel momento in poi, l’adunare, entro lo spazio interessato dal campo eccitante, sempre più molecole implica un continuo abbassamento dell’energia del sistema (è la fase detta di runaway): è una trasformazione spontanea e perciò avviene da sé in quanto può liberare un eccesso di energia, quella data al netto del termine negativo (δE2), che al valore di saturazione (Ngoal), dettato dall’impossibilità di compenetrazione tra le molecole, arriva a produrre proprio il calore latente di condensazione/evaporazione (L): L = - δE = BNcNgoal – ANgoal. Per l’acqua tale Ngoal, cioè il numero finale di molecole che compongono il dominio è dell’ordine dei 6-10 milioni (dipende dalla temperatura poiché, come ben sappiamo, a temperature ordinarie, vi è l’agitazione termica della frazione incoerente che erode perifericamente i domini per uno spessore δ~40Å entro cui il campo EM confinato nel dominio decade esponenzialmente per azzerarsi all’esterno dello stesso). Ovviamente si comprende che tale trasformazione può avvenire solo se il sistema è termodinamicamente aperto e se può quindi dissipare all’esterno tale “eccesso” (ripagando il “debito” al vuoto e ripristinando il bilancio energetico in accordo al Secondo Principio della Termodinamica).
È partita così la transizione di fase che, a giustificazione di quanto detto sopra, segna il passaggio dallo stato gassoso a quello liquido proprio con un cambiamento (in questo caso, un abbassamento ovviamente, dato che è una transizione spontanea) del livello di vacuum.
Ora vediamo i valori di tutto quanto descritto. Partiamo con il livello energetico scelto per tale fluttuazione, l’orbitale del liceale, appunto. Sappiamo bene che il primo orbitale incontrato dopo l’sp3 (che checché se ne dica in questo sistema funge da livello fondamentale) è il 3s (anche minuscolo, per favore! Sto utilizzando la normale notazione degli orbitali chimici). Il problema è proprio la densità critica: bisogna chiedersi a quale delle transizioni permesse è associata la minor densità critica (cioè quella che, durante condensazione delle molecole oscillanti con il campo tra loro scambiato, viene incontrata dal sistema per prima), in concomitanza, però,  con una congrua forza dell’oscillatore della transizione considerata e con una buona costante di accoppiamento tra quel fotone (la cui taglia energetica equivale alla distanza tra il livello fondamentale e il considerato livello eccitato popolabile dall’elettrone della molecola) e la molecola stessa. Il tutto insieme alla valutazione dell’entità della rinormalizzazione della frequenza che si avverrebbe per quel fotone (e da cui dipenderebbe anche la sua massa “efficace” finale), quando fosse a regime auto-confinato nell’insieme di molecole oscillanti in fase. Quest’ultimo punto pertiene alla risposta all’obiezione 6, che sarà la chiusura del cerchio in merito a questo discorso complesso. Si abbia pertanto un attimo di pazienza, poiché gli elementi verranno compresi solo con la totalità del quadro presentato. L’orbitale prescelto, in quanto capace di soddisfare al meglio le suddette condizioni [6,7,8] è il 5d (minuscolo) il quale dista circa 12.06 eV dall’ sp3. La lunghezza d’onda corrispondente è circa 100 nanometri.
Ora, dai conti [8] il nuovo stato, coerente, pertiene alla sovrapposizione del livello sp3 (pesato all’87%) e del livello 5d (pesato al 13%). Significa che l’energia associata ad ogni molecola coerente è ϵn=εexc+εe.m.+εint=(1.56+3.52-5.34)eV=-0.26 eV, dove εexc è il costo energetico dell’eccitazione degli elettroni per parte del campo EM εexc=13%(12.06)eV=1.56 eV;  εe.m.=3.52 eV è il contributo del campo EM intrappolato: quindi, εexc+εe.m.=5.08 eV è l’energia totale che la molecola coerente acquisisce dal vuoto, è il costo energetico di ogni molecola della fase coerente, è δE1; εint=-5.34 eV , cioè δE2, è l’energia di interazione tra il campo EM e le correnti elettriche associate alle cariche in movimento (di segno algebrico negativo perché, come abbiamo visto, dipendente dal termine j×A ∝ - ψA∙∇ψ che è<0).Come si vede il totale per ogni molecola è ϵn= -0.26 eV e costituisce il gap energetico, ΔEg, che esprime l’energia che viene espulsa (restituita al vuoto) da ogni molecola quando essa entra a far parte dell’oscillazione coerente, ossia esprime la maggior stabilità termodinamica della fase coerente rispetto al vapore. Si passi ai due punti successivi.

5- "se la densità' è tanta" il nostro classico problema che ci ritroviamo in ogni salsa. Tanta Quanta? Così' come è necessaria la densità e temperatura solare per indurre cattura protonica sul Litio, sarebbe necessaria una densità e temperatura che neanche l'acqua di un reattore PWR riuscirebbe a raggiungere (8 eV sono più' di 800 mila gradi!)

Sbagliato, per quanto spiegato sopra, è un processo di oscillazione auto-confinata dalla rinormalizzazione della frequenza dell’eccitazione, come vediamo al punto 6, e non un processo di super-radianza come nel laser (si vedano [1,2,3,4]). L’energia viene presa dal vuoto per accumulo di eccitazioni che una volta messe in fase non si riferiscono in modo binario od ogni carica (come può avvenire nell’effetto foto-elettrico: un fotone un elettrone scalzato). Questo assunto della fissità del rapporto 1:1 fotone-elettrone esteso tout court anche negli stati condensati, è infondato in quanto, laddove la fase diventa definita, non si ha possibilità di distinguere entità distinte di quell’insieme che ora è, propriamente in QFT, un matter-field (un campo di materia) in fatti l’hamiltoniana viene composta dalla somma dell’hamiltoniana del campo e delle hamiltoniane delle particelle più un opportuno ‘termine di interazione’, in modo da ottenere una descrizione in termini relativisticamente invarianti. Il non riconoscimento di questa cruciale condizione (indefinita, se si vuole e scomoda poiché molto meno maneggiabile, del rapporto binario, ben quantificabile), insieme all’idea che un sistema coerente debba essere “pompato” da una sorgente di energia esterna, impedisce a molti fisici di cogliere che sono le fluttuazioni spontanee (per Heisenberg) dei campi di gauge, una volta superata una densità critica, a mettersi in fase e a far da “pompa” per un insieme di quanti di materia il quale, fungendo da cavità, impedisce la radianza all’esterno (si parla pertanto di sub-radianza, si veda Dicke [45,46,47]) Questo accade in seno ad un principio fondamentale e generale della QFT [4]: un insieme di un grande numero di quanti (cariche elettriche, dipoli, multipoli, ioni) che sono per definizione oggetti oscillanti, accoppiati da un campo EM radiativo, sopra una certa densità volumetrica e sotto una soglia di temperatura, transisce spontaneamente dall’originario stato non coerente ad uno stato coerente (in cui, cioè le fluttuazioni sono in fase [n.d.a]).
Quanta è questa soglia critica di densità? C’è scritto in un sacco di punti nei lavori pubblicati [3-5,6-8,20,43] (ma sono stati letti, anche male, o sono stati cestinati ancora prima di verificare cosa dicono??). Per la precisione tale densità critica ponderale è Dc=0.31 g/cm3 per la molecola d’acqua. Ossia quando il vapore raggiunge questa densità – perché temperatura / pressione lo consentono e perché man mano gli accoppiamenti elettrodinamici tra le molecole le fanno avvicinare per risonanza – si ha il runaway del sistema, quando cioè, entro il volume del fotone (della lunghezza d’onda di circa 100 nanometri), si arriva a circa 20000 molecole d’acqua oscillanti in fase.
Tramite il runaway, il sistema si dirige precipitosamente verso uno stato di minore energia, potendo aumentare la densità fino al limite consentito dalle interazioni a corto raggio (definibile, ad es, coi potenziali di Lennard-Jones) e dissipando un eccesso di energia, prima presa “in prestito” dal vuoto, che ha eccitato l’elettrone di ogni molecola d’acqua, e che ora viene restituita con un “interesse”. Tale quantitativo energetico dissipato e restituito al vuoto è quello che determina di quanto è più favorevole lo stato coerente da quello non coerente. Esso prende il nome di energy gap, che per l’acqua vale 0.26 eV per ogni molecola appartenente al dominio di coerenza. Questa energia in eccesso viene espulsa all’esterno sotto forma di calore (cioè entropia) minimizzando il disordine all’interno dei domini e spiegando l’eziologia del così grande calore latente di condensazione/evaporazione della fase liquida dell’acqua (0.26 eV per molecola, moltiplicato per milioni di molecole nel dominio, è tanta roba).

6- "il campo è intrappolato nel dominio di coerenza per una ragione elettrodinamica". L'interazione elettromagnetica è a raggio infinito, per questo usiamo il wifi, vediamo la luna, ma per spaccare i Quark serve LHC. Questo significa anche che il campo non si fa "intrappolare" da niente.

Chi vuole spaccare qualcosa in questo processo..? se mai è il contrario: condensare.
Allora, se il nostro Wi-Fi di casa a Milano è acceso, sul Monte Bianco prendono quel segnale comunque, giusto? Ma, a parte questo che non c’entra pienamente perché riguarda l’attenuazione dell’ampiezza del segnale…domanda: nessuno qui si è mai letto qualcosa in merito al meccanismo Anderson-Higgs-Kibble [48,49]?? Nessuno ha mai sentito parlare di condensati di Bose-Einstein [3]??
Dunque, ogni sistema, secondo il principio di Hamilton della minima azione, è immediatamente in grado di esplorare/conoscere (in maniera non-locale, ad es. per effetto tunnel) gli stati possibili e favorevoli in cui configurarsi in relazione alle condizioni (termodinamiche effettive) ed alle barriere di potenziale che lo “separano” dal raggiungimento di possibili nuove configurazioni più favorevoli (a minor energia). Detto ciò, è spontaneamente selezionata la via per portarsi al minimo stato, compatibile con le boundary conditions. Questo motivo (oltre che a spiegare perché la luce viaggia lungo il percorso più breve) sta alla base del fatto che le fluttuazioni EM, dapprima virtuali, che eccitano le molecole d’acqua, quando la densità è sufficiente, tendono a porsi spontaneamente in fase: per raggiungere così una configurazione in cui lo stato fondamentale finale del sistema sia inferiore a quello iniziale. A tale “fasamento” contribuisce anche il fatto che, alle densità del vapore in soglia dei 100° C (non considerando fenomeni d’isteresi delle transizioni non all’equilibrio), le molecole interessate già da un unico fotone di quella taglia energetica sono tante e pertanto le cariche elettriche in quel volume (un solo elettrone per molecola e non 6, lo ribadiamo!) saranno simultaneamente messe in oscillazione da quel comune campo che le interessa. I fotoni avranno una taglia energetica (tra le varie opzioni corrispondenti ai salti molecolari possibili) selezionata da quei requisiti di: minima densità critica, costante d’accoppiamento, forza dell’oscillatore, entità della rinormalizzazione-massa efficace, come accennato sopra.
Il processo di auto-confinamento è molto semplice ed estremamente logico. L’eccitazione è un’energia che si trasferisce dal fotone alla materia ed il principio di complementarità, visto al punto 1, implica una non netta distinzione tra quanti di campo EM e quanti di campo di materia. Questo diventa tanto più vero, quanto più cresce N, il numero di componenti partecipanti a tale dinamica. Succede che l’eccitazione spende parte del tempo (il 13%) come materia eccitata e rallenta, e parte del tempo (il restante 87%, dai conti [7,8]) come fotone. Ovviamente essa non è più un “campo libero” ed il mezzo in cui essa si pone non è più solo lo spazio vuoto, ma un insieme di componenti materici ben coesi. Risultato: in funzione delle “costanti” d’accoppiamento e delle condizioni iniziali, si ha una ri-normalizzazione della frequenza (la quale viene diminuita, in quanto il periodo d’oscillazione, mediato su tutto il ciclo eccitazione/rilassamento delle molecole, è allungato rispetto al fotone libero):
Allora, se è vero che nel vuoto vale la relazione (ν02- c2/λ2)=0 (con ν la frequenza del fotone libero, λ la sua lunghezza d’onda e c la velocità della luce nel vuoto), nel dominio coerente vale quest’altra (νCD2c2/λ2)<0 (con νCD la frequenza rinormalizzata del fotone nel dominio coerente) tale per cui (con φ la fase, definita dalle condizioni iniziali [7,8,20,43]), risulta essere: νCD(<ν0)= ν0- ∂φ∂τ  ed il potenziale elettromagnetico, A,  risulta ora A=α0e-i0- ∂φ∂τ=α0e-iνCDτ, dove τ è il tempo adimensionale, normalizzato rispetto alla frequenza, τ= ν0t.
Quindi cosa accade..? accade che se sono vere le relazioni E=mc2+ pc  , E=hν e  p=h/λ (con p, l’impulso),
ponendo l’uguaglianza tra le prime al quadrato due si ottiene m2c4 =E2-p2c2 →  m2c4 =h2ν02 -h2λ/2 . Nel vuoto tutto ciò varrebbe ZERO perché lo è la quantità  (ν02- c2/λ2)=0.
Ma nel dominio coerente si ha (νCD2c2/λ2)<0 quindi  →  m2c4 =h2(νCD2c2λ2)<0. A membro di destra, sappiamo benissimo che ad essere minore di zero è la quantità in parentesi (anche perché la costante di Planck al quadrato è positiva per definizione). A membro di sinistra, ad essere positiva per definizione è la velocità della luce al quadrato.
Resta allora che m2 <0, ossia che m, la massa del fotone, non è più nulla (come per il campo libero, m=0), ma è immaginaria (poiché un numero, che elevato al quadrato è negativo, è per forza un numero immaginario). Significa che non si ha più una “particella” e quindi il bosone (fotone) non può più propagarsi. Da qui l’auto-confinamento: sub-radianza del campo EM. [45-47]

Ci sono molti altri dettagli e aspetti che andrebbero approfonditi , ma si rinvia ogni ulteriore chiarimento ad un dibattito onesto e de visu. Sperando di non suscitare nuovamente un vile commentare di quanto scritto come una sola “supercazzola a base quantistica” (come detto altrove); sperando che lo sforzo che è stato compiuto per fornire spiegazioni verificabili e concrete possa aver aperto uno sguardo su argomenti che ogni sedicente scienziato dovrebbe approfondire,
salutiamo cordialmente.

Paolo Renati

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