I tipi di particelle elementari
In fisica esistono tre famiglie di particelle elementari: gli adroni, i leptoni e i mediatori.
Nota. Le ultime due categorie di particelle ( letoni e mediatrici ) sono anche particelle fondamentali perché non sono ulteriormente divisibili.
Adroni
Nella categoria degli adroni sono classificate le particelle elementari più grandi e massive. Alcuni esempi tipici sono il protone e il neutrone.
Si tratta di particelle subatomiche che interagiscono con la forza dell'interazione forte.
Non sono particelle fondamentali perché sono composte da quark. Due o tre quark a seconda del tipo di particella.
Inoltre, ogni particella classificata negli adroni ha un'equivalente antiparticella.
Gli adroni sono a loro volta suddivisi in due categorie: i mesoni e i barioni.
A] Mesoni
Sono stati chiamati mesoni perché hanno una massa intermedia tra il protone e l'elettrone.
I mesoni sono particelle più leggere della famiglia e sono composte soltanto da due quark. In particolar modo, da un quark e da un antiquark.
Nota. Nella coppia di quark di un mesone l'antiquark non necessariamente è dello stesso tipo del quark.
Nella categoria dei mesoni sono classificate le seguenti particelle;
- Pione
- Kaone
- Eta
B] Barioni
I barioni sono le particelle più pesanti. A questa sottoclasse sono inclusi anche i nucleoni, il protone e il neutrone.
I barioni sono particelle composte da tre quark.
In questa categoria sono classificati le seguenti particelle subatomiche elementari:
- Protone
- Neutrone
- Lambda
- Sigma
- Xi
Leptoni
I leptoni sono particelle più piccole e con una massa minima o quasi nulla. Queste particelle interagiscono tramite l'interazione debole e l'interazione elettromagnetica.
Si tratta di particelle fondamentali perché non sono composte da quark e sono entità fisiche indivisibili. Come si può notare, non sono composte da quark al loro interno. O perlomeno, finora non si conoscono.
Ogni particella appartenente ai leptoni ha un'equivalente antiparticella di antimateria.
Nella classe dei leptoni sono catalogate le seguenti particelle elementari.
- Elettrone
- Neutrino
- Muone
- Tauone
Particelle mediatrici
Queste particelle sono molto più piccole rispetto agli adroni e ai leptoni.
La categoria dei mediatori comprende tutte le particelle che sono considerate mediatrici con le forze di interazione. Sono anche dette particelle portatrici o vettori di forza.
Nota. Secondo una teoria fisica, le quattro interazioni fondamentali della fisica ( nucleare forte, nucleare debole, elettromagnetica e gravitazionale ) sono realizzate tramite lo scambio di alcune particelle dedicate o portatrici.
Ad esempio, il gluone è la particella mediatrice dell'interazione nucleare forte che tiene uniti i quark e i nucleoni.
Il bosone, invece, è la particella mediatrice dell'interazione nucleare debole che consente a un neutrone di trasformarsi in protone nel processo di decadimento radioattivo beta, ed emettere un elettrone e un antineutrino. E viceversa.
I mediatori sono particelle fondamentali perché sono indivisibili in quanto non sono composte da quark. Inoltre, a differenza degli adroni e dei leptoni, le particelle mediatrici non hanno un'equivalente antiparticella.
Le quattro interazioni fondamentali e i vettori di forza
Le particelle appartenenti alla categoria dei mediatori ( o particelle mediatrici ) sono le seguenti:
- Fotone. E' il mediatore dell'interazione elettromagnetica.
- Gluone. E' il mediatore dell'interazione nucleare forte.
- Bosone. E' il mediatore dell'interazione nucleare debole.
- Gravitone. E' il mediatore teorico dell'interazione gravitazionale.