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W
–
e Z°) e il
gluone
rappresentano un
primo gruppo di particelle fondamentali.
Un secondo gruppo di particelle fonda-
mentali sono i
leptoni
, dotati in genere
di massa piccola e soggetti alla forza de-
bole. Sono sei: l’
elettrone
, il
muone
e il
tauone
con i loro corrispondenti neutrini.
I primi tre sono dotati di carica elettrica
negativa unitaria e sono pertanto soggetti
anche alla forza elettromagnetica.
Esiste anche un terzo gruppo di particel-
le, soggette alla forza nucleare forte: gli
adroni
. Sono circa duecento, il gruppo
più numeroso, e comprendono, per ogni
particella, la rispettiva antiparticella, iden-
tica ad essa sotto ogni aspetto tranne che
per la carica, che è opposta.
Gli adroni vengono divisi in due ulteriori
gruppi in funzione della loro massa. I più
leggeri sono i
mesoni
, come il
pione
che
forza gravitazionale
forza elettromagnetica
forza nucleare debole
1
1
H
ß
–
e
–
forza nucleare forte
forza gravitazionale
forza elettromagnetica
forza nucleare debole
1
1
H
ß
–
e
–
forza nucleare forte
forza gravitazionale
forza elettromagnetica
forza nucleare debole
1
1
H
ß
–
e
–
forza nucleare forte
Tutti i fenomeni dell’universo sono go-
vernati da quattro forze fondamentali
(
Tabella A
):
forza gravitazionale, a causa della quale
interagisce tutto ciò che è dotato di mas-
sa, ma che ha effetti assolutamente irrile-
vanti a livello atomico;
forza elettromagnetica, responsabile
delle interazioni tra i sistemi dotati di
carica elettrica e quindi anche dell’inte-
razione tra nucleo ed elettroni;
forza nucleare debole, responsabile della
trasformazione di alcune particelle, come
nel caso del decadimento
–
;
forza nucleare forte, che consente l’esi-
stenza dei nucleoni e li tiene uniti tra
loro.
Tali forze hanno intensità e raggio d’azio-
ne diversi. Le due forze nucleari, per esem-
pio, hanno importanza solo a livello ato-
mico.
Secondo le attuali teorie, le interazioni
causate da queste forze sono viste co-
me lo scambio di un quanto che funge
da portatore della forza stessa. I
quanti
mediatori delle forze, cioè il
gravitone
, il
fotone
, il
bosone
(nelle tre versioni W
+
,
forza
raggio d’azione (m) intensità* quanto mediatore
gravitazionale
infinito
10
–38
gravitone
elettromagnetica
infinito
10
–2
fotone
nucleare debole
< 10
–18
10
–13
bosone (W
+
, W
–
, Z°)
nucleare forte
< 10
–15
1
gluone
* rispetto all’intensità della forza nucleare forte, posta uguale a 1
Al limite
della materia
Con l’utilizzo degli acceleratori di particelle, in gra-
do di provocare urti tra particelle o atomi ad altis-
sima velocità, l’analisi dei frammenti ottenuti portò
a scoprire l’esistenza di molte altre particelle oltre a
elettrone, protone, neutrone e neutrino.
La classificazione delle particelle attualmente note
si basa sulle interazioni che si verificano tra esse.
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Sezione C
L’atomo da Dalton a Bohr
forza gravitazionale
forza elettromagnetica
forza nucleare debole
1
1
H
ß
–
e
–
forza nucleare forte
Tabella A
Le quattro forze fondamentali
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