E’ il punto di riferimento della fisica moderna, il Modello standard che descrive il modo in cui gli oggetti piu’ piccoli esistenti in natura interagiscono fra loro.
E’ la teoria che descrive tutte le particelle elementari e le tre forze della natura grazie alle quali interagiscono. La quarta forza, la gravità, è molto debole nel mondo dell’infinitamente piccolo, ad esempio nelle interazioni fra particelle come elettroni e protoni.
Ecco lo schema delle famiglie di particelle elementari e delle forze con cui le particelle interagiscono, previsti dal Modello Standard:
PARTICELLE:
– Fermioni: chiamati così in onore del fisico Enrico Fermi, si dividono in quark e leptoni. Obbediscono al principio secondo della meccanica quantistica (chiamato principio di esclusione di Pauli) secondo il quale un singolo stato quantico non può essere occupato da più di un fermione
– Bosoni: queste particelle devono il loro nome al fisico Satyendra Nath Bose e non obbediscono al principio di esclusione di Pauli. Vale a dire che più bosoni possono trovarsi in uno stesso stato quantico
FORZE:
– Elettromagnetica: e’ la forza potentissima (incredibilmente piu’ forte della gravita’) che tiene legati elettroni e protoni ed e’ responsabile di molti fenomeni che percepiamo quotidianamente, come la luce o il magnetismo. Ha un suo mediatore, il fotone, la particella di luce elettricamente neutra ma capace di accoppiarsi con particelle elettricamente cariche. L’interazione elettromagnetica e’ descritta dalla teoria dell’elettrodinamica quantistica.
– Interazione debole: e’ veicolata dai bosoni, particelle con una grande massa (cento volte superiore a quella dei protoni), e agisce a distanze molto brevi. Questa forza ha effetto su quark e leptoni ed e’ responsabile di alcuni tipi di decadimento radioattivo.
– Interazione forte: e’ quella che tiene uniti i quark all’interno dei componenti del nucleo (protoni e neutroni). Oltre alla carica elettrica, ogni quark ha un’altra proprieta’ (identificata con i colori rosso, blu e verde). La forza che tiene uniti i quark e’ veicolata dai gluoni, particelle prive di massa che prendono il nome dalla parola inglese ”glue”, colla. A rendere molto complessa questa interazione contribuisce l’esistenza di antiquark dotati di anticolori e di antigluoni, anche questi caratterizzati da anticolori.
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