I fisici hanno elaborato
una teoria, chiamata Modello Standard, che vuole descrivere sia la materia
che le forze dell'Universo.
La bellezza di tale teoria è nella capacità
di descrivere tutta la materia sulla base di poche
particelle
ed interazioni
fondamentali.
Le idee chiave
sono:
Esistono delle particelle
che sono i costituenti fondamentali della materia.
Il Modello Standard sostiene che le particelle
fondamentali si dividono in 2 gruppi principali - i quark
e i leptoni
- e ogni gruppo è costituito di 6 elementi (detti anche sapori  ).
Esistono delle particelle che sono mediatrici
di forza.
Le interazioni tra le particelle fondamentali di materia avvengono tramite
lo scambio di particelle mediatrici di forza (un esempio che svilupperemo
in seguito, è il mediatore dell'interazione elettromagnetica, il fotone).
Il Modello Standard è una buona teoria. Gli esperimenti l'hanno verificato
con una incredibile precisione, e quasi tutte le sue previsioni si sono
rivelate corrette. Ma il Modello Standard non spiega tutto, come ad
esempio la forza gravitazionale. Nel percorso  Le
Particelle Subatomiche abbiamo visto che la materia che ci circonda
è composta da soli tre tipi di particelle: gli elettroni,
i protoni
ed i neutroni,
che si uniscono per formare gli atomi.
In termini del Modello Standard le particelle fondamentali costituenti
della materia sono i quark up
e down
(costituenti del protone e del neutrone) e il leptone elettrone.
Ma perché il Modello Standard introduce nuove particelle
oltre i quark up, down e l'elettrone? Per rispondere a questa
domanda iniziamo il percorso introducendo le forze che agiscono tra le
particelle fondamentali ...
Storicamente è avvenuto che osservando e studiando i meccanismi
attraverso i quali le particelle interagiscono (anni 50 del secolo passato),
i fisici hanno scoperto nuove ed inaspettate particelle (il muone
e il kaone). In seguito, dal 1974 (scoperta della particella J/psi)
al 1997 (scoperta del quark top) quasi tutte le altre particelle
che completano il quadro predetto dal Modello Standard sono state sperimentalmente
osservate.
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