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interazioni forti

di Guido Altarelli - Enciclopedia della Scienza e della Tecnica (2008)
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interazioni forti

Guido Altarelli

Interazioni fondamentali responsabili del legame dei nucleoni, ovvero i protoni e neutroni nei nuclei atomici. Infatti, le interazioni forti sono così intensamente attrattive a piccole distanze da ­prevalere sulla repulsione elettromagnetica tra le ­cariche di ugual segno dei protoni. Già negli anni Trenta del Novecento il fisico teorico giapponese Hideki Yukawa aveva ipotizzato l’esistenza di un mesone leggero per spiegare la corta portata (range) delle interazioni forti. Infatti il range di una forza mediata dallo scambio di un mesone di massa mπ è dato da:

formula

Un range dell’ordine delle dimensioni del nucleo richiede un mesone di massa uguale a circa 100÷200 MeV/c2 e dotato di una interazione molto intensa con i nucleoni. Oggi sappiamo che i mesoni di Yukawa sono i pioni, che esistono in tre stati di carica π+, π0, π− e hanno massa tra 135 MeV/c2 (il π0) e 140 MeV/c2 (i π±). Le interazioni forti sono state studiate fin dagli anni Quaranta del secolo scorso, tra gli altri da Enrico Fermi, con esperimenti di diffusione pione nucleone. La loro notevole intensità si manifesta con sezioni d’urto grandi e con la formazione di risonanze a vita media breve. Con il tempo sono state scoperte moltissime di tali risonanze, ovvero stati adronici soggetti a interazioni forti. La complessità della spettroscopia degli adroni rendeva impossibile descrivere le interazioni forti mediante una teoria basata sui campi relativistici quantizzati degli adroni (simile all’elettrodinamica quantistica, QED). Infine si è compreso che gli adroni sono composti di tre quark (i barioni) oppure di una coppia quark antiquark (i mesoni) tenuti insieme dalle interazioni forti alle quali i quark insieme ai gluoni sono soggetti. A un livello più fondamentale, la cromodinamica quantistica, (QCD), è la moderna teoria delle interazioni forti, in cui i campi fondamentali sono i quark e i gluoni. La QCD è una teoria di gauge come la QED ma con una maggiore complessità, perché alla sola carica elettrica corrispondono 8 cariche di colore e quindi, invece, di un solo bosone di gauge, il fotone, in QCD ci sono 8 gluoni.

→ Interazioni fondamentali; Supersimmetria; Universo

Vedi anche
gluone In fisica delle particelle elementari, ognuno degli 8 bosoni di gauge che mediano le interazioni forti in cromodinamica quantistica. I g. sono dotati di numeri quantici di colore, sono elettricamente neutri, hanno spin ℏ e massa nulla. Essi sono accoppiati a tutte le particelle colorate e quindi oltre ... adrone In fisica delle particelle elementari, denominazione delle particelle soggette alle interazioni forti (➔ forti, interazioni). Gli a. si dividono in barioni e mesoni a seconda che il loro spin (in unità della costante di Planck ridotta) sia, rispettivamente, semintero o intero. quark Termine formato da qu(estion m)ark, «punto interrogativo», usato come parola di significato indeterminato da J. Joyce nella frase three quarks for Muster Mark del romanzo (1939) Finnegan’s Wake. In fisica, i q. sono le particelle costituenti gli adroni, cioè le particelle soggette a interazione forte ... nùcleo atòmico In fisica, parte centrale di un atomo, in cui è concentrata quasi tutta la massa atomica. Il n. ha dimensioni dell'ordine di 10−15 m, carica positiva ed è costituito da protoni e neutroni (detti nucleoni). La sua esistenza è stata proposta per la prima volta da E. Rutherford nel 1911. Caratteristiche ...
Categorie
  • FISICA NUCLEARE in Fisica
Tag
  • CROMODINAMICA QUANTISTICA
  • INTERAZIONI FONDAMENTALI
  • BOSONE DI GAUGE
  • TEORIA DI GAUGE
  • SUPERSIMMETRIA
Altri risultati per interazioni forti
  • forti, interazioni
    Enciclopedia on line
    In fisica delle particelle elementari, una delle 4 classi di interazioni fondamentali (f., elettromagnetiche, deboli e gravitazionali) alle quali si possono ricondurre, a livello microscopico, tutti i fenomeni fisici osservati. Derivano il nome dall’intensità relativamente elevata delle forze corrispondenti. ...
Vocabolario
interazióne
interazione interazióne s. f. [comp. di inter- e azione1, sul modello del fr. interaction]. – Azione, reazione, influenza reciproca di cause, fenomeni, forze, elementi, sostanze, agenti naturali, fisici, chimici, e, per estens., psicologici...
fòrte¹
forte1 fòrte1 agg. [lat. fŏrtis]. – 1. a. Di persona, che può sopportare facilmente un grave sforzo, che può resistere alle fatiche materiali e morali, che sa vincere le difficoltà e imporre il proprio volere. In senso fisico: crescere...
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