La teoria quantistica del campo

Soltanto se una particella  si trova a passare al momento giusto entro questo raggio d'influenza potrà assorbire la particella-forza e mutare direzione.

Se invece la particella-forza non trova una particella da cui essere assorbita, verrà riassorbita dalla particella materia che l'ha emessa e l'energia dell'elettrone tornerà ad essere quella iniziale senza duratura violazione della conservazione dell'energia.

Una particella-materia non è sempre identica a se stessa per il solo fatto di essere soggetta ad alcune delle 4 forze fondamentali, essa emette e riassorbe le particelle forza corrispondenti.

Fu dato il premio Nobel 1973 a Glashow, Salam e Weinbetg che teorizzarono l'esistenza della forza elettro-debole, cioè così come il fotone è i veicolo della forza elettromagnetica debbono esistere particelle pesanti che trasportano la forza debole.

1984 premio Nobel a Carlo Rubbia che conferma l'esistenza di queste particelle.

Agli inizi del '900 tutta la materia conosciuta poteva essere descritta mediante 4 particele elementari: elettrone, protone, neutrone e fotone. A Partire dagli anni '30 questo panorama cominciò a mutare con la comparsa di numerose altre particelle, con l'introduzione dello spin, la scoperta dell'antimateria e la relatività.

Facendo urtare particelle ad alta energia per studiarne i frammenti ci troviamo a prima vista di fronte ad una situazione molto complessa, con centinaia di nuove particelle diverse. Ma ad un esame più approfondito possiamo riportarle ad un numero limitato di ruppi, i cui membri hanno proprietà simili. Attraverso questa classificazione arriviamo a conoscere le chiavi della struttura più profonda della materia su un numero di particelle fondamentali e di informazioni possibili.

Note

1 fm raggio di un protone 10 ^-15 m

Bosone portatore particella che trasporta la forza

Gravitone particella ancora da scoprire

h : costante di Planch

GeV (Joule) energia sufficiente a creare la massa di un protone o di un neutrone

I fisici sono riusciti ad identificare 4 tipi di forze:

• La forza gravitazionale che ha origine  dalla presenza di materia. Nel regno subatomico è trascurabile. E' cumulativa ed agisce su un campo di estensioni infinite.
• La forza elettromagnetica che include le interazione elettriche e magnetiche ed è responsabile dei legami molecolari e della struttura dei solidi. Ha un raggio di azione infinito. E' una forza cumulativa ma può essere schermata diminuendone l'effetto. All'interno del nucleo agisce cumulativamente determinando strutture e stabilità.
• La forza nucleare debole che causa alcuni processi radioattivi ed alcuni tipi di interazioni tra particelle: decadimento β del nucleo ecc. non è influente nei legami nucleari e il suo raggio d'azione è minore di 1fm (cioè trascurabile tra particelle distanti 10 ^-15 metri)
• L'interazione forte che genera i nuclei atomici. Ha un raggio d'azione limitato (1fm) gli elettroni non risentono del suo effetto. E' dominante nel decadimento β.

Il g.u. intende una forza unificatrice, alla base di queste quattro. L'idea di questo progetto unificatore è di Albert Eistein.

Lo studio dei sistemi meccanici richiede solo la conoscenza di 2 forze: La gravitazionale (che conferisce un peso a tutti i corpi, l'attrazione tra 2 corpi è trascurabile) e l'elettromagnetica ( tutte le forze prese in considerazione in origine sono di natura elettromagnetica: forza di contatto, di attrito, le forze viscose, la resistenza all'aria, le forze elastiche, di tensione, ecc) dal punto di vista microscopico hanno tutte origine dall'interazione reciproca fra gli atomi.

Quando trattiamo di sistemi macroscopici possiamo ignorare la loro origine microscopica. - vedi pag. 421 -

Criteri di classificazione delle particelle fondati su:

adroni