Vortici ad anello

(1. <=) Le equazioni differenziali che descrivono il comportamento del sottofondo si ottengono accoppiando opportunamente quelle dell’elettrodinamica con quelle della fluidodinamica. Tale è la prassi in molte circostanze, anche se il modello qui proposto è leggermente differente da quelli classici, per motivi che non stiamo a dettagliare. Un nuovo campo di velocità descrive come l’informazione elettromagnetica viaggia all’interno del fluido. Diversamente dall’approccio usuale, il movimento non si riferisce a particelle (che difatti non è detto che siano presenti), ma a come i segnali si propagano da punto a punto. Le traiettorie cambiano nel tempo e possono degenerare, mantenendo comunque validi i principii di conservazione di energia e momenti. Il fluido è quindi descritto puntualmente da una componente elettrica, una magnetica, e dalla velocità istantanea. Nel bilancio dei momenti viene anche aggiunto il gradiente di un potenziale, associabile in qualche modo ad una pressione (Newton su metro quadrato), anche se può prendere valori negativi. Questa nuova quantità scalare funge da collegamento tra la componente puramente elettromagnetica e le forze di tipo Newtoniano. L’ultima osservazione è di importanza basilare in quanto testimonia il passaggio dalla natura dei fenomeni retti da quantità evenescenti come i campi, agli effettivi oggetti materiali. In altre parole, tali leggi regolano la dinamica della pseudo-carica e della pseudo-massa, mettendo anche in conto che sotto particolari circostanze l’energia possa materializzarsi in particelle elementari.

(1. <=) The differential equations describing the behavior of the background are obtained by suitably coupling those of electrodynamics with those of fluid dynamics. Such is the practice in many circumstances, even if the model here proposed differs slightly from the classical ones, for reasons that we are not to detail. A new velocity field describes how electromagnetic information travels within the fluid. Unlike the usual approach, motion does not refer to particles (which in fact are not necessarily present), but to how the signals propagate from point to point. Trajectories change over time and can degenerate, while maintaining the principles of conservation of energy and momenta. The fluid is therefore pointwise described by an electric component, a magnetic one, and by the instantaneous velocity. The gradient of a potential is also added to the moment balance, which can be associated in some way to a pressure (Newton per square meter), even if it can attain negative values. This new scalar quantity acts as a link between purely electromagnetic components and Newtonian-type forces. The last observation is of fundamental importance as it testifies to the passage from the nature of phenomena governed by intangible quantities such as fields, to real material objects. In other words, these laws regulate the dynamics of pseudo-charge and pseudo-mass, also taking into account that under particular circumstances the energy can materialize into elementary particles.

Il primo enorme vantaggio pratico che si ottiene nell’ammettere l’esistenza di zone a densità di carica non nulla, pur in assenza di cariche fisiche, è quello di fornire una definitiva e chiara interpretazione della nozione di ‘fotone’. L’estensione non è di poco conto ed è stata oggetto di assidue ricerche da almeno un centinaio di anni. Difatti, pur rappresentando i fotoni le più tipiche ed elementari manifestazioni dell’elettromagnetismo (i cosiddetti ‘carriers’ dell’informazione elettromagnetica), essi non hanno mai trovato riscontro nel contesto delle classiche equazioni di Maxwell nel vuoto. I fotoni sono proiettili equiparabili a particelle senza massa. Al contempo portano con sé campi elettrici e magnetici. Il fatto che siano in grado di viaggiare a lungo mantenendo una struttura compatta non è una proprietà facilmente conciliabile con i modelli standard. La teoria diviene fattibile (e non si discosta di molto da quelle note), se si ammette che il fotone non sia puntiforme ed al suo interno ci siano zone dove la divergenza del campo elettrico non è nulla. Le zone con divergenza positiva o negativa si compensano, in modo che l’oggetto non porti di fatto carica. Maggiori delucidazioni possono essere reperite QUI. Nell’ambito del tumultuoso sottofondo elettromagnetico siamo quindi stati in grado di distinguere il primo esempio di particella elementare. I fotoni portano energia e deformano di conseguenza la geometria dello spazio-tempo. Interagiscono pertanto col sottofondo stesso. Possono quindi anche subire l’azione del sottofondo in una maniera che può portare a modificare le loro traiettorie e a ridurre in parte la loro energia (in accordo forse con la cosiddetta teoria della ‘luce stanca’, si veda anche QUI).

The first relevant practical advantage obtained in admitting the existence of areas with nonzero charge density, even in the absence of physical charges, is that of providing a definitive and clear interpretation of the notion of ‘photon’. The extension is far from being trivial and has been the subject of assiduous research for at least a hundred years. Indeed, while photons represent the most typical and elementary manifestations of electromagnetism (the so-called ‘carriers’ of the electromagnetic information), they have never found confirmation in the context of the classical Maxwell’s equations in vacuum. Photons are bullets comparable to massless particles. At the same time, they carry electric and magnetic fields with them. The fact that they are able to travel for a long time while maintaining a compact structure is not a property that can be easily reconciled with the standard models. The theory becomes feasible (and does not deviate much from the known ones), if we admit that the photon is not pointwise and inside it there are zones where the divergence of the electric field is not zero. Areas of positive or negative divergence offset each other, so that the object effectively carries no charge. More information can be found HERE. In the context of the tumultuous electromagnetic background, we have therefore been able to distinguish the first example of an elementary particle. Photons carry energy and consequently deform the space-time geometry. Thus, they interact with the background itself. They can therefore also undergo the action of the substrate in a way which can lead to modify their trajectories and to reduce their energy (perhaps in agreement with the so-called ‘tired light’ theory, see also HERE).

Dal momento che siamo nell’ambito dei fenomeni della dinamica dei fluidi, possiamo prendere in considerazione importanti e stabili strutture, note come vortici ad anello. I più noti nella pratica quotidiana sono gli anelli di fumo, ma ci sono molti altri strabilianti esempi. Il fluido si muove compiendo movimenti circolari che seguono la sezione dell’anello, cioè le traiettorie partono in prossimità del buco, girano verso l’esterno e ritornano al punto di partenza. La stabilità è molto marcata. Gli anelli preservano la loro configurazione topologica anche se sottoposti a grandi sollecitazioni. Se uno di essi viene tagliato lungo una sezione, i due monconi tendono istantaneamente a riconnettersi. Più anelli possono scontrarsi e annichilirsi, dando vita ad altri anelli più piccoli. Tutto avviene nel rispetto dei principi di conservazione di energia e momenti. Ebbene! Anche in ambito elettromagnetico si possono costruire analoghe strutture. La fisica dei plasmi fornisce molti esempi di tal genere. Le soluzioni ottenute attraverso il modello matematico mostrano che il campo elettrico giace sulla generica sezione dell’anello e si evolve ruotando in maniera assai peculiare. Contemporaneamente, il campo magnetico è distribuito lungo curve chiuse che sono ortogonali alle sezioni e quindi girano attorno al buco dell’anello. Ciò ancora di più conferisce solidità e stabilità all’intera struttura. Configurazioni perfettamente stabili si ottiengono quando le geodetiche della geometria dello spazio-tempo, indotte dal flusso di energia elettromagnetica, sono le medesime che l’onda stessa sta seguendo. Pur mantenendo una topologia del tipo ad anello, tali strutture elettromagnetiche possono prendere in alcuni casi la forma di una sfera (vortice di Hill). E’ possibile che il misterioso fenomeno dei ‘fulmini globulari‘ possa essere interpretato come un miscuglio dinamico di pseudo-materia e particelle di materia, auto imprigionatosi in maniera quasi stabile dentro configurazioni del tipo suaccennato (si veda l’articolo citato in fondo alla pagina). A questo punto, la possibilità di realizzare particelle elementari anelliformi diventa un’opzione piuttosto plausibile (si veda QUA). L’elettrone sarà il primo di esse.

Since we are in the field of fluid dynamics phenomena, we can consider distinguished and stable structures, known as vortex rings. The best known in daily practice are smoke rings, but there are many other mind-blowing examples. The fluid moves by making circular movements that follow the section of the ring, i. e., the trajectories start near the hole, turn outwards and they return to the starting point. Stability is very strong. The rings preserve their topological configuration even when subjected to great stresses. If one of them is cut along a section, the two stumps tend to reconnect instantly. Multiple rings can collide and annihilate each other, resulting in other smaller rings. Everything takes place in compliance with the principles of conservation of energy and momenta. Well! Analogous structures can also be built in the electromagnetic context. Plasma physics provides many such examples. The solutions obtained through the mathematical model show that the electric field lies on the generic section of the ring and evolve by rotating in a very peculiar way. Simultaneously, the magnetic field is distributed along closed curves which are orthogonal to the sections and thus they go around the ring hole. This even more gives solidity and stability to the entire structure. Perfectly stable configurations are obtained when the geodesics of the space-time geometry, induced by the flow of electromagnetic energy, are the same as the wave itself is following. While maintaining a ring-type topology, these electromagnetic structures can in some cases take the shape of a sphere (Hill’s vortex). It is possible that the mysterious phenomenon of ‘ball lightning‘ could be interpreted as a dynamic mixture of pseudo-matter and matter particles imprisoned, in an almost stable manner, within configurations of the aforementioned type (see the paper cited at the end of this page). At this point, the possibility of making ring-shaped elementary particles becomes a rather plausible option (see HERE). The electron will be the first of them.

A conferma di quanto detto sopra, proponiamo un filmato tra gli infiniti disponibili in rete. In esso si possono riconoscere tutti gli elementi distintivi che caratterizzano i vortici ad anello, a partire dalla loro forte stabilità. Alcuni delfini giocano in acqua con bolle d’aria anelliformi. Vogliamo soffermarci su una proprietà meno evidente, ma che ritieniamo essere di notevole importanza. I vortici non sembrano subire l’effetto della forza di Archimede che tenderebbe a spingerli verso l’alto. Tuttavia, appena essi si rompono, le bollicine salgono subito. Quale ignoto meccanismo permette agli anelli di isolarsi dal contesto generale, fin tanto che mantengono la loro topologia? Se trasferiamo i nostri ragionamenti ad anelli di tipo elettromagnetico, possiamo dedurre analoghe proprietà? Che ruolo ci può essere nell’ambito del cosiddetto ‘gravitational shielding‘? (=>3.)

To confirm what has been said above, we propose a video among the infinite ones available on the net. In it, we can recognize all the distinctive elements that characterize vortex rings, starting from their strong stability. Some dolphins play in water with ring-shaped air bubbles. We would like to focus on a less evident property, that we believe however to be of considerable importance. The vortices do not seem to be affected by the Archimedean force which would tend to push them upwards. However, as soon as they break, the bubbles immediately rise. What unknown mechanism allows the rings to isolate themselves from the general context, as long as they maintain their topology? If we transfer our reasoning to electromagnetic type rings, can we deduce analogous properties? What role can there be in the framework of the so-called ‘gravitational shielding‘? (=>3.)

  • D. Funaro, Ball Lightning as Plasma Vortexes: A Reinforcement of the Conjecture, Appl. Sci., Vol. 12, n.7 (2022), p. 3451, DOI: 10.3390/app12073451 

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