Le particelle elementari

Le particelle elementari sono le unità indivisibili della materia.

Quali sono le particelle elementari

Nel XIX secolo si immaginava l'atomo come l'unità indivisibile della materia. Nel 1897 Thomson costrinse tutti a rivedere questa convinzione.

Thomson scoprì l'esistenza di particelle subatomiche di carica negativa in orbita intorno all'atomo. Si trattava degli elettroni.

L'elettrone è la prima particella subatomica ad essere stata scoperta dall'uomo.

la struttura dell'atomo e le particelle elementari

Poiché l'elettrone rappresentava soltanto una minima parte della massa di un atomo e l'atomo era neutro, fin da subito era chiaro che dovessero esistere anche altre particelle subatomiche più massive e di carica positiva.

Nel 1911 un suo allievo, Ernest Rutherford, scoprì l'esistenza del nucleo e dei protoni. Pochi anni più tardi, nel 1932, furono scoperti anche i neutroni.

All'inizio del '900 gli elettroni, i protoni e i neutroni erano le principali particelle elementari dell'atomo.

A questi si aggiunse il fotone, la particella elementare che veicola la luce. Anche il fotone è una particella elementare ed è priva di massa.

il fotone

Le antiparticelle

Negli anni '30 e '40 furono individuati anche l'anti-elettrone ( o positrone ) e l'anti-protone. Si cominciò così a parlare di antimateria.

L'antimateria, l'antiprotone e l'antielettrone ( o positrone )

Negli anni successivi furono ipotizzate, teorizzate e scoperte molte altre particelle elementari. Era nata la fisica delle particelle.

Le subparticelle ( o quark )

Negli anni '60 gli scienziati cominciarono a ipotizzare che le particelle elementari sono composte da subparticelle più piccole.

Per scoprire queste subparticelle era necessario accelerare a grandi velocità ( energia cinetica ) le particelle elettricamente cariche ( protoni o elettroni ) e farle scontrare tra loro per disaggregare la materia.

Per questa ragione furono realizzati i primi acceleratori di particelle ( lineari o circolari ) e ancora oggi se ne costruiscono altri più grandi e potenti.

a cosa servono gli acceleratori di particelle

Furono così scoperti i primi mattoni della materia, le vere particelle elementari, e furono chiamate subparticelle o quark.

esempio di quark e subparticelle nei protoni e neutroni

Hanno una massa molto inferiore e, quindi, sono molto più difficili da individuare. Occorre impiegare un'enorme energia cinetica per vincere la forza di interazione che tiene uniti i quark.

Le particelle fondamentali

Si cominciò così a parlare di particelle fondamentali per distinguerle le particelle elementari divisibili ( protone e neutrone ) dalle particelle elementari non divisibili ( elettrone ).

Le famiglie di particelle elementari

Le particelle elementari sono classificate in tre categorie o famiglie:

  1. Adroni
  2. Leptoni
  3. Particelle mediatrici ( o vettori di forza )

I leptoni e le particelle mediatrici sono anche particelle fondamentali perché sono indivisibili.

Gli adroni, invece, sono particelle elementari divisibili ( non fondamentali ) perché sono composte da due o tre quark.


 
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  1. I tipi di particelle elementari
  2. I quark
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