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0432. Mescolamento dei quark

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Mi piacerebbe avere una spiegazione del significato del mescolamento dei quark e della matrice Cabibbo-Kobayashi-Maskawa.

da Maria Teresa Candelaresi

 


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La materia che ci circonda è fatta di quark , per l’esattezza da quark di tipo up e di tipo down. Sono necessari due up e un down per formare un protone, e un up e due down per formare un neutrone. E tutto quello che ci circonda è fatto di protoni e neutroni (e anche di elettroni e neutrini elettronici, che non appartengono alla famiglia dei quark ma a quella dei leptoni icona_glossario ). Il quark up e il quark down, insieme all’elettrone e al relativo neutrino, formano la prima “famiglia”. In realtà nella seconda parte del secolo scorso abbiamo scoperto icona_linkesterno che esistono altri quattro tipi di quark, detti “pesanti”: lo strange, il charm, il beauty e il top, quindi in tutto ve ne sono sei. Questi quark sono molto simili ai primi due, e per essere precisi, il charm e il top sono simili al quark up (sono detti “di tipo up”), mentre lo strange e il beauty sono simili al quark down (e sono detti “di tipo down”). Il perché esistano copie più pesanti dei quark up e down e perché le copie siano tre in tutto è uno dei problemi aperti della fisica moderna. In realtà il fatto di avere almeno tre famiglie icona_linkesterno permette di spiegare la lievissima asimmetria tra materia e antimateria icona_esperto[407] icona_esperto nell’evoluzione dell’Universo, che ha consentito a quel residuo di materia in eccesso di sopravvivere all’annichilazione con la corrispondente antimateria, permettendo al nostro mondo di esistere. I quark pesanti esistevano nei primi istanti di vita dell’Universo icona_linkesterno e possono essere ricreati negli acceleratori moderni, dove ne vengono studiate le proprietà.

Quando si propagano liberamente o quando interagiscono mediante interazione forte icona_glossario icona_esperto i quark sono caratterizzati dal loro tipo (chiamato anche “sapore”). Quando però i quark interagiscono attraverso l’interazione debole (che trasforma quark di tipo up in quark di tipo down, e viceversa) non lo fanno con un sapore preciso come il beauty, ma con una combinazione di sapori, per esempio un po’ di down, un po’ di strange e un po’ di beauty. Tecnicamente il fenomeno si chiama sovrapposizione quantistica icona_linkesternoicona_minibiografia -Kobayashi-Maskawa (CKM) icona_linkesterno. I valori dei nove elementi della matrice CKM sono da molti decenni oggetto di misure accurate e una conoscenza sempre più precisa del loro valore potrebbe fornire indizi importanti sulla “nuova fisica” necessaria a spiegare fenomeni come la materia oscura icona_linkesterno icona_esperto ancora non inclusi nella teoria attuale

 

Barbara Sciascia, fisico

 


 

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ultimo aggiornamento aprile 2015



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