24a – LA FISICA DELLE PARTICELLE
Voler giungere all’origine dell’universo vuol dire tuffarsi all’indietro nel tempo fino a giungere ai costituenti elementari della materia cioè a quelle particelle indivisibili ed assolute che sono prive di un’ulteriore sottostruttura.
La conoscenza raggiunta dall’uomo a tale proposito riconosce dodici particelle elementari. Sei di esse sono dette
leptoni e le altre sei sono dette
quark. I vari tipi di leptoni e di quark sono detti anche
sapori.
I sei sapori identificati per i
LEPTONI sono:
elettrone,
muone,
particella tau ed i rispettivi neutrini vale a dire
neutrino elettronico,
neutrino muonico e
neutrino tau. L’elettrone, il muone e la particella tau sono dotati di carica elettrica (-1), mentre i tre neutrini non hanno carica.
I sei sapori identificati per i
QUARK sono:
su,
giù,
incanto,
strano,
basso,
alto e sono indicati con le rispettive lettere u, d, c, s, b, t, che sono le iniziali dei rispettivi termini inglesi up, down, charme, strange, bottom, top. Tutti e sei i quark sono dotati di carica elettrica e tale carica è una frazione esatta di quella dell’elettrone, precisamente i quark d, s, b hanno carica (-1/3) mentre i quark u, c, t hanno carica (+2/3).
Leptoni e quark sono accomunati dall’avere lo stesso spin, il momento angolare intrinseco di rotazione intorno al proprio asse, pari a (1/2) in quanto possono ruotare in una sola delle due direzioni possibili, destrorsa o sinistrorsa.
La differenza sostanziale tra leptoni e quark è che i primi non sono soggetti alla cosiddetta
forza forte mentre i secondi lo sono. Ciò comporta che mentre i
leptoni sussistono come particelle a sé stanti, libere, indipendenti, i
quark invece sono necessariamente combinati fra loro per costituire una sovrastruttura detta
adrone.
I quark possiedono una particolare proprietà detta
carica di colore, distinta dalla carica elettrica, in base alla quale si legano. Per poter costituire un
adrone, i
quark devono avere una carica di colore complessiva nulla. Pertanto i
quark possono combinarsi solo in due modi e quindi esistono solo due tipi di
adroni, quelli costituiti da tre
quark, detti
barioni, e quelli costituiti da un
quark ed un
antiquark, detti
mesoni.
Il protone ed il neutrone sono ad esempio dei
barioni.