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Il Modello Standard

La migliore descrizione teorica del mondo subatomico, che descrive le particelle elementari e le loro interazioni, è il cosiddetto Modello Standard. Le particelle di questo modello si dividono in due categorie: leptoni e quark.
I leptoni sono di sei tipi: elettrone, muone e tauone (tutte particelle cariche ed elencate in ordine di massa crescente) e i corrispondenti neutrini, privi di carica elettrica e dalla massa quasi trascurabile.
Per ogni leptone vi è la corrispondente antiparticella (quella dell’elettrone si chiama positrone) dotata della stessa massa ma di carica opposta. I quark compongono gli adroni (come i protoni e i neutroni) ed esistono anch'essi in sei tipi raggruppati in tre coppie:
    -up e down,
    -charm e strange,
    -top e bottom.
Sono particelle cariche ma la carica è una frazione (2/3 per il quark up e -1/3 per il quark down) della carica elettronica.
Leptoni e quark sono anche fermioni, ovvero particelle dotate di spin (momento magnetico intrinseco)semi-intero. A completare il quadro, esistono anche le corrispondenti antiparticelle.
Delle quattro forze fondamentali osservate in natura solo tre sono di fatto considerate dal modello: l’interazione elettromagnetica, quella debole (unificate nella cosiddetta interazione elettrodebole) e l’interazione forte. La gravità è, per il momento, esclusa.
Le interazioni tra le particelle del Modello Standard sono mediate da altre particelle:
  • il fotone, che media l’interazione elettromagnetica, quella che si esercita tra le particelle cariche come gli elettroni;
  • il gluone, che media l’interazione nucleare forte tra i quark;
  • i bosoni
    [math] W^{\pm} e Z_0[/math]
  • che mediano infine l’interazione nucleare debole.
    Ad oggi, tutte le verifiche sperimentali del Modello Standard si sono dimostrate in accordo con le previsioni; nonostante ciò, il Modello Standard non può considerarsi una teoria completa, dal momento che non include una descrizione della gravità e non è compatibile con la relatività generale.
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