creazione

creazione

creazióne [Der. del lat. creatio -onis "atto ed effetto del creare", dal part. pass. creatus di creare] [FSN] C. di particelle: processo nei cui prodotti finali sono presenti particelle che non figuravano all'inizio del processo. La c. e la distruzione (o annichilazione) di particelle sono fenomeni comuni; per es., quando un atomo o una molecola, inizialmente in uno stato eccitato, ritorna nello stato fondamentale, la differenza di energia si osserva sotto forma di uno o più quanti di luce, i fotoni, creati nella transizione (emissione); all'inverso, un fotone può essere distrutto e scomparire nell'interazione con un atomo, che in conseguenza passa in uno stato eccitato (assorbimento). Anche particelle con massa di riposo non nulla possono essere create o distrutte. Infatti, uno dei principali risultati della teoria della relatività stabilisce la possibilità di trasformare massa in energia e viceversa (E=mc2, dove c è la velocità della luce nel vuoto) quando un tale processo non sia per altre ragioni vietato (conservazione della carica elettrica, del numero barionico, dei numeri leptonici, del momento angolare, ecc.). Gli elettroni sono le particelle più leggere tra quelle a massa non nulla e quindi occorre relativ. poca energia per crearli; così, un fotone con energia di poco superiore a un MeV, nel campo di un nucleo, può creare una coppia elettrone-antielettrone (positrone); nella materia il positrone creato si annichila ben presto nell'urto con un elettrone atomico, producendo, per es., due fotoni: e++e-→γ+γ. Un altro esempio è il decadimento beta, nel quale un neutrone (libero o legato in un nucleo) si distrugge e si creano un protone, un elettrone e un antineutrino: n→p+e-+ν-e (la differenza di massa tra il neutrone e il protone è di 1.29 MeV/c2, con c velocità della luce nel vuoto). Per creare particelle più pesanti occorre proporzionalmente più energia: circa 140 MeV per produrre un pione, circa 2 GeV per una coppia nucleone-antinucleone, e così via. Se si ricorda che le energie in gioco nei processi atomici e nucleari sono, rispettiv., di qualche eV oppure di qualche MeV, si comprende come per lo studio della maggior parte dei processi di c. (e dei successivi decadimenti) si debba ricorrere ai raggi cosmici o, più comunem. oggi, agli acceleratori di particelle. Quando le energie in gioco sono abbastanza elevate da permettere la c. e la distruzione di particelle è necessario ricorrere al complesso formalismo della teoria dei campi quantizzati per una trattazione dei processi di interazione e decadimento. Poiché il numero di particelle non è conservato, un generico vettore di stato ha componenti su diversi sottospazi vettoriali (di Hilbert) a fissato numero di particelle. Gli operatori di c. e di distruzione fanno passare da uno stato a n particelle a uno stato a n±1 particelle; essi obbediscono a regole di commutazione o di anticommutazione a seconda che si tratti di bosoni (spin intero, in unità ℏ, e statistica di Bose-Einstein) oppure di fermioni (spin semintero e statistica di Fermi-Dirac). ◆ [FSN] Operatore di c.: v. sopra: C. di particelle.