0214. Esiste una massima e una minima frequenza (elettromagnetica e gravitazionale)?

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Esiste una massima e una minima frequenza (elettromagnetica e gravitazionale)? Qual è attualmente la massima frequenza misurata di un raggio gamma? E' ipotizzabile un limite? Se genero una frequenza elettromagnetica estremamente bassa <<1Hz che '”quanto di energia” sto generando? (Marino Gazzola) (2084)


sem_esperto_verdeDa un punto di vista teorico, non esistono limitazioni nello spettro di frequenza icona_glossario di onde elettromagnetiche e gravitazionali. Esistono tuttavia limitazioni di tipo pratico, legate principalmente alla potenza e alle caratteristiche degli emettitori di tali onde.

Finora non sono state osservate direttamente onde gravitazionali, previste dalla teoria della relatività generale. I rivelatori attualmente in funzione potrebbero osservare onde gravitazionali con frequenze che vanno da 10-4 Hz icona_glossario a qualche migliaio di Hz. Nel caso elettromagnetico, la massima frequenza osservata è quella dei raggi gamma provenienti dalla Nebulosa del Granchio e da alcune Galassie Attive, ed è dell’ordine di 1027 Hz (corrispondente a fotoni con energie di qualche TeV icona_glossario ).

Si ipotizza, comunque, la possibile esistenza di raggi gamma “diffusi” con energie di qualche migliaio di TeV, e dunque frequenze dell’ordine di 1030 Hz. In questi casi è importante tenere in considerazione la distanza dell’emettitore dai noi osservatori, in quanto a queste energie l’Universo non è più trasparente ed i fotoni prodotti perdono parte della loro energia nel loro viaggio verso la Terra.

Nel campo delle basse frequenze, i minimi valori osservati sono quelli prodotti dai cambiamenti della magnetosfera (la “cavità” del vento solare prodotta dal campo geomagnetico), e sono dell’ordine del mHz.

L’energia di un fotone icona_glossario di frequenza ν è data dalla relazione E=hν, dove h è la costante di Planck che vale circa 6.6x10-34 Js. Nel caso di fotoni di bassissima frequenza, il concetto di “quanto” di energia ha un significato lontano da quello del senso comune perché la lunghezza d’onda loro associata è dell’ordine di milioni di chilometri e la loro energia risulterebbe inferiore ai 10-15 eV.

G. Giacomelli – Fisico, M. Sioli – Fisico


 

 

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