La risonanza e Dirac

La risonanza e Dirac

di Ben Boux

Mi sono sempre chiesto, vedendo come si comportano i diapason, che cosa li faccia vibrare. In generale: come avvenga la risonanza. E, poi, per quale motivo la risonanza meccanica è del tutto simile alla risonanza elettrica. Cioè, per gli aspetti teorici la risonanza meccanica è una vibrazione acustica, quella elettrica è una corrente alternata, ma avvengono nello stesso identico modo. Lo scopo di questa analisi è di verificare se si può ottenere della energia “free energy” attraverso lo sfruttamento della risonanza. Se si mettono molti diapason uguali su una parete di una scatola e se ne appoggia un ulteriore mentre vibra, sulla stessa parete, tutti gli altri diapason si mettono a vibrare producendo un frastuono. Da dove arriva questa energia?

Se una cantante soprano modula la sua voce su un determinata nota vicino ad un bicchiere di puro cristallo, questo si può spezzare. Da dove arriva l’energia che provoca la rottura? Non certo dalla voce perché questo accade solo per una determinata frequenza, quella di risonanza del cristallo. Bisogna premettere che la risonanza meccanica avviene principalmente nei cristalli, cioè nello stato di materia disposta secondo una certa organizzazione, avviene anche in altri casi, secondo il coinvolgimento più o meno diretto degli atomi stessi ed il principio generale non cambia. La risonanza elettrica, invece, non è una vibrazione, ma interessa la presenza di una corrente elettrica e necessita della interconnessione di due precisi componenti elettrici, l’induttanza ed il condensatore.

In alcuni casi sono presenti entrambi gli aspetti, nei cristalli piezoelettrici esiste la vibrazione ed anche la corrente elettrica. Dato questo caso particolare, si evince che debba esistere una equivalenza tra le due forme di risonanza o oscillazione. La struttura della materia è tale che in essa avvengono entrambi questi fenomeni. Si è scoperto, nel corso dei tempi, che il fenomeno della oscillazione in genere e della risonanza potevano essere descritti con precisione da formule matematiche, e che, nei tempi moderni, potevano essere simulati con funzioni di trasferimento operate da circuiti elettronici, ad amplificazione, e da algoritmi espressi in forma numerica. Questo trattamento dei segnali elettrici è identico al trattamento che viene determinato dai componenti fisici equivalenti. Per ottenere la risonanza con i dispositivi elettronici ed elettrici è necessario fornire della energia, mentre per quelli meccanici questa energia sembra, in certi casi, non essere necessaria, o essere inferiore a quanto si potrebbe prevedere. Ma data la perfetta equivalenza delle due modalità significa che questa energia viene fornita da qualche fonte.

Per trovare una spiegazione occorre quindi individuare nei componenti fisici il meccanismo per cui avvengono le risonanze. E’ più agevole esaminare per primo il circuito risonante elettrico, cioè la classica cella composta da un condensatore e da una induttanza, collegati in parallelo o in serie. ( Il comportamento è simmetrico e complementare, nel primo modo si ha nella risonanza una amplificazione, nel secondo un azzeramento del segnale). Se si analizza il comportamento di un circuito elettrico sotto il dominio dei segnali che si possano misurare, si può desumere abbastanza bene quale possa essere il funzionamento, considerando i valori di corrente e tensione nei vari momenti e questo anche con il modello tradizionale dell’atomo. Nel senso che pur senza entrare nel dettaglio dell’indagine a livello del comportamento degli atomi interessati, ciò che appare ad un osservatore è abbastanza giustificato.

Se, tuttavia, si vuole fare una analisi di cosa avviene nella risonanza meccanica, allora le cose cambiano. I due tipi di risonanza hanno lo stesso comportamento, pertanto cosa accade negli atomi dei componenti soggetti a tale meccanismo deve essere uguale, nei due casi. Ma questo dualismo non può essere spiegato in alcun modo col modello di atomo tradizionale. Vediamo allora di trovare questa equivalenza di comportamento usando il modello di atomo risonante. E scopriremo qualcosa di inaspettato.

Vediamo dapprima cosa accade per il circuito risonante elettrico. Dal punto di vista della pura funzione, senza scendere nei dettagli, avviene che applicando una certa quantità di elettricità ad un circuito induttanza – condensatore in parallelo, la corrente dapprima circola nel condensatore, mentre la tensione sale, raggiunto il limite, la corrente passa dal condensatore all’induttanza. Al suo esaurimento, la corrente ritorna nel condensatore, nel senso opposto e alla fine ritorna nell’induttanza, e via di seguito.

Così avviene una oscillazione la cui ampiezza dipende nel primo ciclo dalla corrente immessa, ma nei successivi la tensione, ovvero il potenziale energetico, non essendoci un carico o un assorbimento, tende all’infinito e la frequenza, cioè l’inverso del tempo della oscillazione, dipende dalle caratteristiche fisiche dei componenti. L’oscillazione avviene, poi in seguito, in modo permanente. Tuttavia la presenza di perdite nei componenti fisici produce un carico, consuma una parte dell’energia, con l’effetto di ridurre l’ampiezza ad un valore finito, che si abbassa via via sino allo zero. Nel caso del circuito in serie questa descrizione vale per la corrente, invece che per la tensione.

Esaminando cosa accade a livello di materia, dobbiamo ricordare che questo e tutti gli altri fenomeni avvengono fisicamente con la materia, gli atomi e non secondo funzioni matematiche, come siamo indotti a pensare per abitudine.
Alcuni elementi sono in grado di assorbire una carica elettrica, e sono gli “isolanti”, altri, al contrario, mantengo la carica elettrica al loro esterno e sono i “conduttori”. Se applichiamo una carica elettrica ad un insieme di atomi isolanti (condensatore) e ad un insieme di atomi conduttori (induttanza), si ottiene che la carica elettrica inizia ad essere assorbita dagli isolanti, sino alla completa disponibilità, per poi disporsi attorno ai conduttori, sino ad esaurimento della carica in ingresso.

Al termine della eccitazione, si forma l’oscillazione, in quanto, non essendoci una ulteriore immissione, le cariche contenute nell’isolante fuoriescono, perché avevano determinato una pressione all’interno degli atomi che le avevano accolte. Queste cariche si dispongono allora attorno agli atomi conduttori. Così facendo si viene a creare nello spazio attorno ad essi un’altra pressione, che provoca quindi il rinvio di ritorno delle cariche verso gli atomi isolanti, e via di seguito. L’oscillazione dipende dalla quantità di atomi interessati e dal tipo di elementi di cui è composto il circuito.

Lo spazio occupato dalle cariche esterne ai conduttori tende ad essere infinito, non essendoci nessun limite all’allontanamento delle cariche dai suddetti atomi, e si raggiungerebbe un potenziale infinito, cioè la pressione che sarebbe esercitata dallo spazio che ospita le cariche, non potendo il gruppo di cariche estendersi verso una destinazione, in quanto il circuito è chiuso su sé stesso, si espanderebbe ad ogni ciclo. Ma le cariche sono in numero finito, perciò il potenziale viene riportato ad un valore determinato dalla presenza di altri atomi, dalla interferenza di altre forze, la “resistenza” dei materiali, ecc.

Questa sovra elongazione è, tuttavia, un reale aumento di energia potenziale in oscillazione, perché gli atomi, sia isolanti che conduttori, quando sono sollecitati, quando cioè viene alterato il loro equilibrio interno, reagiscono spostando una parte della propria energia per compensare lo stimolo esterno. Avviene perciò, per esempio, che se la quantità di cariche elettriche che si vengono così a formare superano la capacità di essere raccolte dagli atomi isolanti, questi, perdendo il loro equilibrio interno, si disgregano parzialmente, avviene la fusione, e si forma la “scintilla”, che è la rottura del dielettrico. E si libera una energia che non era presente quando si è applicato lo stimolo iniziale.
E’ energia elettrica direttamente dall’atomo. La risonanza produce una accrescimento delle pressioni negli atomi e nello spazio circostante, che vengono così a muoversi ed il limite è determinato dalla “resistenza” dissipatrice di energia o dall’evento catastrofico del sovraccarico negli atomi stessi. Mentre la quantità di cariche elettriche rimane la stessa, salvo il consumo, l’assottigliamento, dovuto al carico, per la maggior parte costituito dalla “resistenza”. Non stiamo però qui ad indagare su cosa determini la resistenza, perché non è essenziale a questa esposizione.

Sono le caratteristiche sia dello spazio che della zona di spazio investito dalle cariche energetiche, cioè gli atomi, e dalle cariche energetiche che trasportano la corrente elettrica, a determinare la frequenza a cui si assoggetta il sistema, in modo libero. In altre parole, è la proprietà intrinseca di elasticità dello spazio che definisce la possibilità che si manifesti la “risonanza”. Il passo, a questo punto, verso il chiarimento della risonanza meccanica è breve. Quando un atomo o un insieme di atomi, viene sollecitato da una forza meccanica esterna, questo reagisce con una contro pressione che ripristina l’equilibrio. Tale azione si propaga negli atomi vicini, fino al fondo della particolare quantità di materia interessata. Se gli atomi sono di diversi elementi, allora questi agiranno: gli uni in assorbimento delle pressioni o cariche che stanno provenendo dai contigui, gli altri spostando la cariche al loro esterno. Avviene la distinzione per il solo fatto che essendo diversi gli elementi, avranno un equilibrio interno diverso e quindi reagiranno tra loro in modo complementare alle loro differenze.

E questo cos’è se non lo stesso fenomeno che abbiamo visto sopra per la risonanza elettrica? In pratica ogni agglomerato di materia composta da più elementi o da elementi dissimmetrici ( con “valenze” e “covalenze” nello stesso tempo) ingenera in seguito ad una perturbazione di tipo meccanico, una oscillazione dei potenziali di pressione dentro e fuori degli atomi.

Quando l’ordine in cui sono disposti gli atomi è disordinato, ogni variazione viene bilanciata da quelle di polarità opposta adiacenti, mentre se si è formato un ordine nelle disposizione degli atomi, sia uguali che diversi e cioè siamo in presenza di cristalli, la direzione delle variazioni diventa unica e, quindi, si manifesta il fenomeno nel suo insieme, per la somma di tutte le piccole variazioni. I cristalli possono essere sia di elementi o composti conduttori, come le comuni leghe metalliche e sia di elementi o composti isolanti ed anche di una particolare classe di isolanti che variano le proprietà elettriche a seconda della direzione percorsa dalla corrente elettrica, i cristalli semiconduttori.

Nei metalli la cariche elettriche che si formano sotto lo stimolo della pressioni esterne vengono dissipate dalla “resistenza” elettrica interna. Da qui la ragione per cui i minerali, che sono parzialmente conduttori, sottoposti a pressione, nelle placche tettoniche, fondono; o anche perché se un pezzo di metallo viene battuto con un maglio, si scalda, ecc. Negli isolanti le cariche elettriche si vengono ad affacciare sulle pareti del cristallo e, se raccolte, forniscono una corrente elettrica. L’effetto piezoelettrico. Questo comportamento è simmetrico, se in questo tipo di cristallo applichiamo una corrente elettrica, questo si deforma. I filtri elettronici e gli oscillatori a quarzo sono un esempio, gli accendigas un altro esempio. La classe dei semiconduttori presenta una grande varietà di caratteristiche, ancora ben lontane dall’essere esplorate tutte e sono la base della moderna elettronica a semiconduttori.

Ricordo che la corrente elettrica è un insieme di coppie di gruppi di U, i costituenti dello spazio, ( vedere i miei precedenti articoli ) che si spostano all’esterno degli elementi, quando esiste una pressione esercitata da un “carico” che ne dissipa la potenza. La corrente elettrica è la trasformazione della pressione che viene fornita o richiesta dall’atomo quando deve compensare il proprio equilibrio energetico a causa degli stimoli cui viene sottoposto.

Le tensioni cui sono sottoposti gli atomi durante la risonanza sono tali da modificare anche la forza di gravità che li lega tra loro (vedere i miei altri scritti che descrivono in dettaglio la struttura della materia) generando quindi una variazione delle dimensioni fisiche del materiale. E questa è la vibrazione meccanica, dove il materiale cambia forma e dimensione e, se questa viene trasmessa all’aria, genera il suono. A seconda della frequenza noi siamo in grado di percepirla con il nostro senso uditivo. Ma il suono di per sé può essere anche di molti milioni di cicli al secondo.

L’energia che si mette ad agire durante la risonanza è grandissima, molte volte superiore agli stimoli che la innescano. Nel bicchiere di cristallo è proprio la parte circolare di vetro del calice che si deforma, anche di millimetri. Si è potuto constatare con fotografie ad alta velocità. Oltre un certo punto il materiale non riesce più a sostenere la deformazione e quindi, si spezza. Possono avvenire disastri, come un ponte sospeso su un fiume, in Usa, fatto in acciaio, che si è messo ad oscillare per il vento, sino a spezzarsi e crollare. Di certo non è la forza del vento a produrre una energia tale da spezzare sia i tiranti che le travature del ponte, in acciaio.

Si dice che la cassa armonica degli strumenti musicali amplifica il suono, perché si è da tempo immemore osservato questo fenomeno. Sì, amplifica, ma per amplificare, cioè aumentare, bisogna apportare energia. E da dove arriva? Ecco, arriva dalla risonanza dei componenti della cassa armonica, e dell’aria contenuta all’interno. Se questa cassa ha un forma opportuna la risonanza può interessare una certa gamma di frequenze, contribuendo quindi ad arricchire il timbro del suono. In sostanza una chitarra o un violino o una tromba, ecc, sono generatori “free energy”

Se si trova il modo di raccogliere l’energia in eccesso, man mano che si forma, si possono ottenere generatori “free energy” con la conversione diretta del campo di pressione magnetico in energia elettrica. Il fornitore dell’energia è l’atomo messo in risonanza e l’energia ci sarà sino a quando l’atomo o si esaurisce o trasmuta in un altro elemento che spegne la risonanza. I bulbi al mercurio di Tesla, della famosa auto elettrica (che poi ha distrutto) e di Moray che alimentavano un pannello di lampade da 50 kw, erano di certo basati sulla risonanza dei vapori di mercurio, che passava da un bulbo all’altro sino a raggiungere la potenza che abbiamo visto. Infatti, Tesla aveva messo un’antenna sull’auto, per eccitare i bulbi con una radiofrequenza captata come onda radio (a quell’epoca non si sapevano generare le microonde e lui captava i così detti raggi cosmici), mentre Moray aveva fatto una accurata scelta dei bulbi opportuni, durata anni.

Dirac. Perché parlo di Dirac? Lo scienziato ha sviluppato una serie di dimostrazioni matematiche delle caratteristiche degli atomi. Alla sua epoca il modello dominante era quello di Bohr – Rutherford, che peraltro lo è ancora oggi, quindi le sue dimostrazioni sono molto lontane dalle considerazioni che ho fatto io fin qui, utilizzando il modello di atomo risonante. Quanto ho presentato non è certamente spiegabile con l’altro modello e non si è ancora vista, appunto, una spiegazione comprensiva di un complesso di fenomeni apparentemente così diversi.

Tuttavia una delle risultanze del lavoro di Dirac è l’ipotesi del monopolo e di qui, la conseguente creazione dell’impulso, detto di Dirac, ad opera della fissione atomica. Il campo di pressione, cioè elettrico, che abbiamo visto venga a formarsi attorno all’atomo come conseguenza dell’apporto di qualche stimolo all’atomo stesso, non è altri che l’equivalente di un monopolo. Il campo magnetico è in realtà questo campo di pressione, il quale finché è statico non produce nessun effetto, in quanto è potenziale. Ma se è associato, per esempio, ad una variazione, diventa la sorgente di un’onda di pressione, che altri non è che l’onda elettromagnetica o radio o luce, ecc. Questo campo di pressione potenziale, come già detto, se viene orientato verso una certa direzione diventa corrente elettrica e tutti questi fenomeni sono reversibili.

Ora, quando avviene la fissione atomica, cioè gli atomi liberano la propria energia interna ad opera del martellamento di enormi pressioni esterne che ne provocano la rottura, il loro campo elettrico, che racchiudeva e conteneva l’atomo stesso, viene ad espandersi all’improvviso. Questo è un monopolo magnetico. La somma di tutti i campi generati dagli atomi durate la fissione, diventa un gigantesco fronte d’onda in espansione. Possiamo immaginarlo come uno tsunami magnetico. (La fissione è possibile solo se viene provocata con atomi instabili, che sono già al limite del loro equilibrio, come l’uranio e transuranici. Per elementi meno densi l’energia per la loro rottura diventa maggiore di quella resa).

Non si tratta di un impulso, ma di un fronte. Passando dalla rappresentazione nel dominio del tempo a quella nel dominio delle frequenze, come è possibile fare con la trasformata di Fourier, si viene a sapere che questo fronte d’onda contiene tutte le frequenze a partire da quella che è l’inverso del tempo occorso tra l’inizio del fronte e la sua fine. Ecco quindi che questo immenso gruppo di onde radio o elettromagnetiche, viene a fare risuonare tutti i circuiti che in qualche modo contengano delle combinazioni di induttanze e condensatori, e, essendo di valore molto grande, li porta a superare la loro stessa capacità di tenuta provocando la rottura dei componenti. Quindi le apparecchiature elettroniche che sono investite da tale impulso di Dirac vengono messe fuori uso, ne vengono distrutti i circuiti, perché di ciascuno c’ è senz’altro una specifica frequenza di risonanza e l’impulso contiene tutte le frequenze.

Ben Boux

– lanuovaumanita.net