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lunedì 28 novembre 2011

Particelle strane

Il bosco e il sottobosco di particelle nella fisica è mostruoso: basta guardare questo template su Wikipedia per capire quante sono. Ovviamente oltre alle particelle più note (come l'elettrone, il protone e il neutrone) ce ne sono tantissime altre che in pochi conoscono (tipo il mesone pi greco o il barione lamba) e quelle che tutti hanno sentito nominare ma che non hanno la più pallida idea da dove vengano (tipo il neutrino e il bosone di Higgs). Escludendo quelle più note, mi vorrei concentrare sulle altre per provare a far capire di cosa si sta parlando.

Quando dico particelle che in pochi conoscono, mi riferisco a particelle composte da due o tre quark (che sono i mattoni base della materia) dai nomi più esotici possibili: si passa dai mesoni pi greco e K, ai barioni delta, lambda e sigma (una lista abbastanza esaustiva la potete trovare qui). Ovviamente, come avete facilmente intuito, per chiamarle si è passati alle lettere greche, perché se si provava a dare un nome proprio ad ognuna si diventava scemi (e se si provava a dare un nome di persona, come ci insegnano le diatribe sulla nomenclatura degli elementi chimici, non si finiva più di discutere e si lasciava la particella innominata). Però in certe situazioni si è arrivati a situazioni al limite: il mesone J/Psi si chiama così perché due gruppi sperimentali, quello del Linac di Stanford e quello di Brookhaven, scoprirono quasi contemporaneamente la stessa particella e ognuno le diede un nome diverso. Per non fare scontenti nessuno alla particella si sono dati i due nomi insieme. Ovviamente, combinando quark diversi, si ottengono una quantità mostruosa di particelle diverse (il nostro prof. ci disse che ce ne sono circa 200, sinceramente io non le ho contate tutte, ma sono sicuramente parecchie) e ovviamente ad ognuna di queste è stato dato un nome diverso (per non avere problemi con la proliferazione di nomi i cosiddetti stati eccitati hanno il nome della particella dello stato fondamentale con un bel asterisco sopra).

Le particelle di cui tutti sanno il nome ma nessuno ha la più pallida idea da dove vengano si riducono essenzialmente a due: il neutrino e il bosone di Higgs. Il primo, ormai salito alla ribalta per essere più veloce della luce, è in realtà una particella che è stata prima ipotizzata perché i conti non tornavano: nel decadimento del neutrone libero mancava dell'energia e, siccome questa non scompare nel nulla, si ipotizzò che questa venisse portata via da una particella immaginaria, quella che adesso conosciamo come neutrino (prima la chiamarono neutrone, ma poi si scoprì quello che adesso è il neutrone e chiamarono lui neutrone, quindi c'è stato un po' di casino). Il secondo invece per molti è un mistero: è stato chiamato particella di Dio, ma è ovviamente un po' esagerato; è semplicemente la particella che forse (ma siccome nessuno l'ha mai visto non si può dire altro) dà la massa a tutte le altre particelle e anche a noi. Questo è spiegabile come una rottura spontanea di simmetria di un campo, detto campo di Higgs. Insomma è un casino totale che non è spiegabile in poche righe, ed è per questo che il povero bosone di Higgs è stato caricato di queste pesanti responsabilità.

Il fatto sorprendente però è che il sottobosco particellare non finisce qui: ai fisici piacciono così tanto le particelle che le mettono anche quando non ci sono. Se c'è un campo che si può quantizzare (ovvero che si può dividere in quantità discrete) ci si mette una "finta" particella, detta quasi-particella che svolge i compiti di una particella vera. Di quasi particelle ce ne sono di tantissimi tipi: gli eccitoni, i magnoni, i plasmoni, i polaritoni e tantissime altre. Per non essere da meno, ovviamente non mancano anche le particelle ipotetiche e mai viste da nessuno: l'assione, il gravitone, il neutralino, i vari sfermioni (tra come non citare lo squark), il mitico qualunquone (in inglese anyon) e tante altre. Insomma un gran casino.

Quello che si può capire in questa trafila infinita di nomi è una cosa evidente: sembra che i fisici non abbiano niente altro da fare tutto il giorno che dare nomi assurdi un po' a tutto quello che scoprono o anche solo ipotizzano. Ma alla fine è anche giusto così.

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