I
QUARK
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A differenza dei leptoni (e
quindi dellelettrone) che sono particelle elementari, gli
adroni possiedono una struttura interna, cioè sono composti di particelle ancora più
piccole, i quarks, tenuti insieme dai gluoni.
Fino ad oggi sono stati osservati sei quarks e le relative sei antiparticelle,
gli antiquarks e sembra molto improbabile lesistenza di altri.
In nome quark è labbreviazione di qu(estion) (m)ark, "punto
interrogativo", termine tratto, senza un preciso significato, da un passo del romanzo
di J.Joyce "Finnigans Wake", del 1939. |
Le leggi che regolano laggregazione e
linterazione dei quarks nei processi forti sono
quelle della Cromodinamica Quantistica; la particella che propaga linterazione è il
gluone (per le interazioni
elettromagnetiche è il fotone).
Non ci addentreremo a studiare queste leggi nella loro affascinante complessità, ma ne
enunceremo alcune per comprendere meglio quello che succede nei nuclei degli atomi.
Elenchiamo adesso alcune proprietà dei
quarks:
Al di là di alcuni nomi inusuali per la
fisica, come "incanto" e "bellezza", notiamo alcune cose molto
importanti: in primo luogo che i quarks hanno carica non intera, mentre sappiamo che ogni
particella deve avere carica elettrica multipla intera della
carica elementare e.
Questo che cosa significa? Significa che in natura non ci possono essere quarks isolati,
ma devono essere uniti fra loro. Questa proprietà è chiamata "schiavitù
asintotica".
La QCD (Quantum CromoDinamic, nome inglese della Cromodinamica Quantistica) ci insegna che
esistono solo due modi in cui i quarks (e/o gli antiquarks) si possono unire:
- in coppie quark-antiquark, ad esempio:
e sono detti mesoni.
- in gruppi di tre quarks (o tre antiquarks), ad esempio:
e sono detti barioni.
La diversa composizione delle due famiglie di
adroni implica, ovviamente, che i diversi componenti hanno proprietà fisiche diverse.
Sulla base delle proprietà, si usa raggruppare i quarks in famiglie secondo lo schema:
Linterazione
tra queste 6 particelle (e/o sei antiparticelle), secondo lo schema della QCD, dà origine
allinfinità di adroni oggi solo in parte investigata. |