0094. Quale differenza c’è tra quark beauty e quark bottom?

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 Quale differenza c’è tra quark beauty e quark bottom? Quale è il criterio per dividere le particelle in tre differenti famiglie? (Alberto Marchese)


sem_esperto_verdeEsistono sei quark icona_glossario diversi ma il quark beauty e quello bottom sono la stessa cosa! I due termini sono sinonimi per indicare il componente a carica -1/3 del più pesante dei doppietti di quark, quello formato dal beauty icona_glossario (o bottom) e dal al quark top icona_glossario (top in inglese vuol dire alto, e per questo il suo compagno fu indicato col nome bottom ovvero "basso" in inglese). Il nome beauty (in inglese "bellezza") fu usato invece come sinonimo per seguire la tradizione che aveva assegnato a quark precedentemente scoperti nomi più fantasiosi (il quark strange icona_glossario ossia "strano", ed il quark charm icona_glossario ovvero "fascinoso"). Attualmente la denominazione beauty è quella più frequentemente usata ed è quella generalmente usata in Scienza per Tutti.

Quanto alla seconda parte della domanda, la teoria maggiormente accreditata attualmente, anche se certamente ancora incompleta, che cerca di descrivere l'Universo che ci circonda in termini di pochi costituenti elementari (particelle elementari ) e poche forze fondamentali che ne governano le interazioni è il Modello Standard delle interazioni elettromagnetiche, deboli e nucleari. In Scienzapertutti c'è un interessante percorso divulgativo che descrive la classificazione che viene fatta delle particelle elementari secondo questo modello.

In breve, si distinguono tre categorie di particelle fondamentali (cioè prive di struttura): i quark, i leptoni icona_glossario ed i mediatori delle interazioni icona_glossario.

Le interazioni si classificano in interazione forte icona_glossario, interazione elettromagnetica icona_glossario, interazione debole icona_glossario e interazione gravitazionale icona_glossario(quest'ultima essendo di intensità di molti ordini di grandezza inferiore alle altre viene trascurata nelle interazioni dirette tra singole particelle e non è trattata nel Modello Standard, cosa che costituisce una delle limitazioni del modello). I quark sono soggetti a tutte e tre le interazioni debole, elettromagnetica e forte, delle quali quest'ultima è quella dominante a piccole distanze (~ fermi icona_glossario), e sono i costituenti fondamentali di particelle più complesse chiamate adroni icona_glossario , che comprendono i barioni icona_glossario (composti da tre quark) e i mesoni icona_glossario (composti da un quark e un anti-quark). Tra gli adroni ad esempio (formati dall'unione di tre quark) vi sono il protone ed il neutrone che costituiscono le unità di base di cui sono fatti tutti gli atomi della materia che tutti i giorni tocchiamo.

I leptoni invece sono soggetti a tutte le interazioni tranne quella forte, ed è questa la distinzione principale tra le due categorie. Tra di essi l'elettrone icona_glossario, che assieme a protoni e neutroni si unisce a formare gli atomi.

I mediatori delle interazioni sono i gluoni icona_glossario(interazioni forti), i bosoni W+ W- ,Z0 (interazioni deboli) ed i fotoni (interazioni elettromagnetiche). Nel Modello Standard esistono 6 tipi di leptoni (uniti in coppie, chiamati doppietti), l'elettrone in coppia con il neutrino elettronico, il muone in coppia col neutrino muonico ed il leptone tau in coppia con il neutrino-tau; e 6 tipi (o "sapori" ) di quark, anch'essi raccolti in doppietti formati da quark con carica elettrica +2/3 (up, strange, top) e -1/3 (down, charm, beauty (o bottom)).

ScienzaPerTutti_interazioni_materia_quark_leptoni

 

Le particelle elementari -costituenti della materia e mediatori delle interazioni-, organizzate nelle famiglie di quark e leptoni del Modello Standard, sono illustrate in questa tabella che può aiutare a ricordarne le caratteristiche.

Riccardo de Sangro – Fisico

 


 

 

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