Scienzapertutti

3. L'interazione elettromagnetica

di Patrizia De Simone

L'interazione elettromagnetica è responsabile della struttura atomica e molecolare della materia e si manifesta nella nostra vita quoditiana in molti modi, dall'energia elettrica ai segnali che portano nelle nostre case i programmi televisivi e Wifi che ci permettono di comunicare tramite il telefono cellulare. A livello microscopico l'interazione elettromagnetica si manifesta tra tutte le particelle dotate di carica elettrica icona_glossario diversa da zero e ha  il fotone icona_glossario come mediatore dell'interazione (bosone intermedio icona_glossario ) .

scienzapertutti_interazione_particellaDue particelle con la stessa carica elettrica (ad es. due elettroni) si respingono reciprocamente. Ma come avviene questa repulsione? L'interazione fra due elettroni implica un fascio di fotoni (portatori della forza elettromagnetica) che passano da un elettrone all'altro e viceversa.

Pensiamo a questi fotoni come a una serie di palline da tennis sparate da una macchina per allenamenti. Ogni elettrone che emette un fascio di fotoni rincula, mentre al tempo stesso ogni elettrone che è colpito da un fascio di fotoni è spinto via.

scienzapertutti_repulsione_caricheNon sorprende che i due elettroni si respingano! Più difficile è capire perché particelle di carica opposta (per esempio un elettrone e un protone) si attraggano, ma è proprio ciò che accade. Per fare un'analogia che potrebbe esserci d'aiuto, immaginiamo degli atleti che corrono lanciandosi reciprocamente una palla. 

 

scienzapertutti_interazione_pallaEssi tendono ad avvicinarsi gradualmente per facilitare lo scambio di una palla così pesante!

Al contrario, nel mondo microscopico delle particelle, quest'attrazione funziona attraverso lo scambio di particelle molto leggere, come sono i fotoni che hanno massa nulla!

Un flusso di fotoni emesso da un elettrone che entra in collisione con un protone, non lo spinge via ma lo attrae verso l'elettrone, e viceversa.

 

scienzapertutti_attrazione_caricaPoiché hanno massa nulla, i fotoni una volta prodotti possono propagarsi su distanze enormi, anche percorrere l'intero Universo! In altre parole, il raggio d'azione dell'interazione elettromagnetica è infinito. Inoltre l'intensità dell'interazione elettromagnetica diminuisce tanto più le particelle interagenti si allontanano tra di loro.

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