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bosone di gauge

di Guido Altarelli - Enciclopedia della Scienza e della Tecnica (2008)
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bosone di gauge

Guido Altarelli

Particella di spin 1, portatrice delle interazioni nelle teorie di gauge. Le interazioni fondamentali tra particelle elementari sono descritte da teorie di gauge, ovvero basate su simmetrie i cui parametri variano da punto a punto nello spazio-tempo. Per ogni carica di gauge (generatori della simmetria) esiste un bosone di gauge. Le interazioni fondamentali descritte dal Modello Standard della fisica delle particelle sono (a) forti (bosone di gauge: 8 gluoni dotati di cariche di colore); (b) elettromagnetiche (bosone di gauge: il fotone che si accoppia in proporzione alla carica elettrica); (c) deboli (bosone di gauge: W+, W− e Z0). Se la corrispondente simmetria di gauge è esatta i bosoni di gauge sono a massa nulla. Questo è il caso del fotone e dei gluoni. Invece i bosoni di gauge delle interazioni deboli hanno una massa grande, sulla scala delle masse delle particelle elementari, in quanto le corrispondenti simmetrie di gauge sono rotte spontaneamente (mW=80,398+0,025 GeV/c2; mZ=91,1875± ±0,0021 GeV/c2). Una proprietà fondamentale delle interazioni forti è il confinamento: le particelle dotate di cariche di colore non nulle non possono propagarsi liberamente ma esistono solo all’interno di stati legati con colore totale uguale a zero. Quindi i gluoni non si osservano direttamente, ma solo attraverso la loro presenza all’interno degli adroni (gluoni come partoni), oppure attraverso i getti di adroni ai quali danno luogo nei processi di produzione. Il fotone (il quanto dell’interazione elettromagnetica) è il solo bosone di gauge a massa nulla che è osservato. Due elettroni, ovvero due qualsiasi particelle cariche, interagiscono tra loro scambiandosi un fotone. I W± e la Z0 sono stati osservati per la prima volta nel 1983 nelle collisioni protone antiprotone al CERN di Ginevra (per questa scoperta Simon van der Meer e Carlo Rubbia hanno ricevuto il premio Nobel nel 1984). In seguito le proprietà dei W± e Z0 sono state studiate con precisione nelle collisioni elettrone positrone (in particolare al LEP del CERN) e nelle collisioni protone antiprotone al Tevatron di Fermilab nell’Illinois.

→ Interazioni fondamentali

Vedi anche
gluone In fisica delle particelle elementari, ognuno degli 8 bosoni di gauge che mediano le interazioni forti in cromodinamica quantistica. I gluone sono dotati di numeri quantici di colore, sono elettricamente neutri, hanno spin ℏ e massa nulla. Essi sono accoppiati a tutte le particelle colorate e quindi ... interazioni forti In fisica delle particelle elementari, una delle 4 classi di interazioni fondamentali (forti, interazioni, elettromagnetiche, deboli e gravitazionali) alle quali si possono ricondurre, a livello microscopico, tutti i fenomeni fisici osservati. Derivano il nome dall’intensità relativamente elevata delle ... particelle elementari Denominazione generica dei costituenti ultimi della materia e della radiazione. 1. Definizione Adottando l’atteggiamento pragmatico inaugurato da A.-L. Lavoisier nei confronti degli elementi chimici, si può riservare la denominazione di particelle elementari a quei costituenti della materia che non ... interazioni deboli Uno dei 4 tipi di interazioni fondamentali tra particelle elementari (forti, elettromagnetiche, deboli, interazioni e gravitazionali) alle quali si possono ricondurre tutti i fenomeni fisici osservati. Derivano il loro nome dall’intensità delle forze corrispondenti, di gran lunga inferiore a quella delle ...
Categorie
  • FISICA NUCLEARE in Fisica
Tag
  • INTERAZIONI FONDAMENTALI
  • PARTICELLE ELEMENTARI
  • INTERAZIONI DEBOLI
  • INTERAZIONI FORTI
  • ELETTROMAGNETICHE
Vocabolario
gauge
gauge ‹ġèiǧ› s. ingl. (propr. «calibro»; pl. gauges ‹ġèiǧi∫〉), usato in ital. al femm. – In fisica, termine con cui viene indicata una particolare scelta o convenzione in base alla quale determinati enti acquistano certe proprietà. In elettrodinamica,...
boṡóne
bosone boṡóne s. m. [dal nome del fisico indiano S. N. Bose (1894-1974)]. – In fisica, classe di particelle di spin intero che obbediscono alla statistica di Bose-Einstein e per le quali non vale il principio di esclusione di Pauli (v....
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