Particelle elementari
MATERIA
MOLECOLA
ATOMO
PROTONE
NUCLEO
scoperto da Eugene Goldstein (1885) - Germania
NEUTRONE
scoperto da James Chadwick (1932) – Inghilterra
ELETTRONE
teorizzata l’esistenza da George
Johnstone Stoney (1874) Irlanda
scoperto da Joseph John Thomson
(1897) - Gran Bretagna
QUARK
teorizzata l’esistenza da
Murray Gell-Mann (1964) - USA
e da George Zweig (1964) – USA
scoperta da ricercatori di SLAC (~1968) - USA
Il nome "quark" è stato suggerito da Murray Gell-Mann, come
riferisce lui stesso, da un termine privo di significato di un
passo del romanzo “Finnegans Wake” di James Joyce, che egli
stava leggendo al tempo della scoperta:
Three quarks for Muster Mark!
Sure he has not got much of a bark
And sure any he has it's all beside the mark.
Ulteriori dettagli vengono dati da Gell-Mann nel suo libro ”The
Quark and the Jaguar, Adventures in the Simple and the
Complex”.
I quark non stanno da soli
La combinazione di quark forma gli adroni
Protoni e neutroni sono adroni
Nel protone ci sono:
2 quark up di carica +2/3
1 quark down di carica-1/3
3 gluoni che tengono insieme i quark
( infatti la carica del protone è
+2/3+2/3-1/3=+1 ).
Nel neutrone ci sono:
2 quark down
1 quark up
3 gluoni che tengono insieme i quark
( ma la carica del neutrone è
-1/3-1/3+2/3=0 ).
sono un protone
L'elettrone è una particella subatomica con
carica elettrica negativa che, non essendo
composta da altre particelle conosciute, si
ritiene essere una particella elementare.
Appartenente alla prima generazione della
famiglia dei leptoni, è soggetto a interazione
gravitazionale, elettromagnetica e nucleare
debole.
QUARK
I quark, che combinati tra loro costituiscono protoni, neutroni e altre particelle
meno comuni, sono delle particelle elementari, al pari degli elettroni, costituite
da cariche elettriche.
Sono caratterizzati da due proprietà principali:
-la prima è il “sapore” e ne esistono sei tipi diversi, ognuno corrispondente a una
diversa massa e carica elettrica (up and down, charm e strange, top e bottom). Il
protone, per esempio, è formato da due quark up e un quark down mentre un
quark up e due down costituiscono la struttura interna del neutrone;
- la seconda è il “colore” ; i quark, infatti, non si combinano a caso tra loro, ma
seguendo regole precise determinate dalla teoria della “cromodinamica
quantistica”. Queste prevedono che i quark abbiano quindi una carica di colore,
proprietà che non ha niente a che fare con i colori reali ma che può comunque
assumere i “valori” rosso, blu o verde, o i corrispondenti ma opposti antirosso,
antiblu e antiverde (che alcuni chiamano ciano, magenta e giallo). Tutte le
miscele di quark devono avere una carica di colore nulla, risultato che si può
ottenere o mescolando tre quark con i tre diversi colori, come nel caso di protoni
e neutroni, o unendo un quark e un antiquark, come nei mesoni.
L’acceleratore di particelle Lhc, nei pressi di
Ginevara, è famoso per la scoperta del bosone
di Higgs. Ma l’immensa cattedrale della scienza
è una struttura indispensabile alla fisica
moderna, perché vi si possono svolgere
esperimenti e osservazioni impossibili fino a
pochi anni fa. L’esperimento Large Hadron
Collider beauty ha infatti confermato
l’esistenza di una particella strana o, come
dicono i fisici, esotica, con una struttura mai
vista prima.
È un adrone, appartiene cioè a famiglia di
particelle, come protoni o neutroni,
normalmente composti da tre quark, o da un
quark e un antiquark. Intuita qualche anno fa
da un esperimento giapponese, ma
confermata in questi giorni, l’adrone
chiamato Z(4430) è composto invece da
quattro quark. La particella va contro il
modello di Gell-Mann e Zweig, e dimostra che
la fisica, e soprattutto l’LHC, hanno ancora
molte sorprese in serbo.
http://www.fisicamente.net/DIDATTICA/index-167.htm