Analisi della teoria quantistica dei Campi

La teoria quantistica dei campi

La teoria quantistica dei campi suppone che i campi siano trasportati da quanti. Invece di affermare che la prima particella stabilisce

un campo diremo che essa emette dei quanti di quel tipo di campo e che la seconda particella li assorbe.

Ma come una particella (es. un protone) emette un’altra particella con massa non nulla e rimane ancora un protone?Violerebbe la

legge di conservazione dell’energia. Ma noi conosciamo la legge di conservazione dell’energia con un certo fattore d’incertezza per il

principio d’indeterminazione: ∆t ∆E > h

più grande è l’apparente violazione dell’energia ∆E più breve è il tempo per cui può avere luogo. Ogni particella emette una

particella forza, questa emissione avviene indispensabilmente dal successivo riassorbimento ed accade continuamente. Ogni

particella materia è una sorgente incessante di particelle-forza che sono poi riassorbite in un tempo brevissimo determinato dal

principio d’indeterminazione, inoltre il raggio d’influenza di ogni particella-forza è inversamente proporzionale all’energia.

Soltanto se una particella si trova a passare al momento giusto entro questo raggio d’influenza potrà assorbire la particella-forza e

mutare direzione.

Se invece la particella-forza non trova una particella da cui essere assorbita, verrà riassorbita dalla particella materia che l’ha

emessa e l’energia dell’elettrone tornerà ad essere quella iniziale senza duratura violazione della conservazione dell’energia.

Una particella-materia non è sempre identica a se stessa per il solo fatto di essere soggetta ad alcune delle 4 forze fondamentali,

essa emette e riassorbe le particelle forza corrispondenti.

Raggio Bosone Massa a Carica

FORZA Intensità Spin agisce su il suo ruolo

d’azione portatore riposo elettrica Lega i quark

Gluone

Forte fino a 1 fm 1 0 1 0 all’interno

Quark

(8 diversi) degli adroni

Bosone Regola il

Quark

Tra 81 e 92

intermedio o

Debole < 1 fm 10 1 +1 o -1 decadimento

-7 Elettroni

Debolone Gev

o Neutrini radioattivo

Astenone Lega gli

Quark

∞

Elettromagnetica 10 Fotone 0 1 0 elettroni al

-2 Elettroni nucleo

Lega i pianeti

al sole d alle

Quark

∞ galassie.

Gravitazionale 10 Gravitone 0 2 0

-38 Elettroni Determina il

Neutrini peso degli

oggetti

Fu dato il premio Nobel 1973 a Glashow, Salam e Weinbetg che teorizzarono l’esistenza della forza elettro-debole, cioè così come il

fotone è i veicolo della forza elettromagnetica debbono esistere particelle pesanti che trasportano la forza debole.

1984 premio Nobel a Carlo Rubbia che conferma l’esistenza di queste particelle.

Agli inizi del ‘900 tutta la materia conosciuta poteva essere descritta mediante 4 particele elementari: elettrone, protone, neutrone e

fotone. A Partire dagli anni ’30 questo panorama cominciò a mutare con la comparsa di numerose altre particelle, con l’introduzione

dello spin, la scoperta dell’antimateria e la relatività.

Facendo urtare particelle ad alta energia per studiarne i frammenti ci troviamo a prima vista di fronte ad una situazione molto

complessa, con centinaia di nuove particelle diverse. Ma ad un esame più approfondito possiamo riportarle ad un numero limitato di

ruppi, i cui membri hanno proprietà simili. Attraverso questa classificazione arriviamo a conoscere le chiavi della struttura più

profonda della materia su un numero di particelle fondamentali e di informazioni possibili.

N

o

t e

1 fm raggio di un protone 10 m

-15

Bosone portatore particella che trasporta la forza

Gravitone particella ancora da scoprire

h 10 : costante di Planch

-34

GeV (Joule) energia sufficiente a creare la massa di un protone o di un neutrone

by Skuola.net