Il Merli vi parla della Fisica delle Particelle

Il Merli vi parla della… Fisica delle Particelle Elementari L'uomo è una corda tesa fra l'animale e il Superuomo, una corda sopra l'abisso. (da Ecce Homo)

Una domanda affascina da sempre l’uomo… …di cosa è fatta la materia? ? ? In ogni epoca storica si è cercato di rispondere a questo quesito fondamentale

Le particelle elementari sono i componenti fondamentali della materia (…e non solo!!!) Intorno al 1900 si credeva che la fisica avesse ormai compreso tutto il mondo della natura e che alcune discrepanze tra dati e teoria fossero banalmente superabili migliorando gli esperimenti e/o le previsioni teoriche

Tuttavia alcuni fenomeni non erano facilmente spiegabili… -Deflessione a grande angolo di particelle sparate su atomi pesanti -Lo spettro di emissione della radiazione elettromagnetica dagli atomi non è predetto adeguatamente (elettroni che vibrano nella “sostanza” carica positivamente. Elttromagnetismo: cariche accelerate irraggiano) -Le masse degli atomi non sono spiegate -……

J. J. Thomson e l’elettrone • Thomson nel 1897 scopre l’elettrone, con un tubo a raggi catodici inventato pochi mesi prima da Karl Braun. Misurando la deflessione dei raggi in un campo elettrico e magnetico, determina m/z (1. 76 108 coulombs/g) • Con l’uso di una camera a nebbia, Robert Millikan determinò la carica dell’elettrone nel 1909 (1, 602*10 -19 C)

Problema delle particelle alfa deflesse… Ernest Rutherford shot particles at a thin sheet of gold foil and observed the pattern of scatter of the particles Se gli atomi sono formati da una “pappa” carica positivamente in cui alloggiano gli elettroni, le pesanti particelle alfa dovrebbero attraversare la lamina indeflessi.

Rutherford Since some particles were deflected at large angles, Thompson’s model could not be correct "Fu l’evento più incredibile che mi fosse mai capitato nella vita. Altrettanto incredibile che se vi fosse capitato di sparare un proiettile da quindici pollici su un pezzo di carta velina e questo fosse tornato indietro a colpirvi. "

• Rutherford postulated a very small, dense nucleus with the electrons around the outside of the atom. • Most of the volume of the atom is empty space. 1908 -Rutherford Nobel per la Chimica (!) -Ancora gli spettri non sono spiegati… -Un tale atomo potrebbe vivere 10 -9 secondi !!!! (cariche su traiettorie accelerate perdita di energia e. m. ) Protons were discovered by Rutherford in 1919

Rutherford: -Nucleo composto da tanti protoni idrogeno) quanti elettroni esterni (cioè nuclei di atomo elettricamente neutro -Nel nucleo ci sono ulteriori coppie protone (+) ed elettrone (-) che sono globalmente neutri e sommati alla massa degli altri protoni forniscono la corretta massa atomica spiegata la massa degli atomi -non torna il momento angolare…. -la meccanica quantistica vieta che gli elettroni possano essere confinati nei nuclei. . Se invece di avere una coppia protone-elettrone si usa una particella della stessa massa del protone ma neutra, allora i problemi sono superati

1932: Chadwick scopre il neutrone !!! g Po + Be C 12* + n p n H g C 12 + g (Eg ~ 6 Me. V) Ma allora non sono gli atomi i costituenti di tutto, ma protoni, neutroni ed elettroni.

Repulsione elettrica tra cariche uguali? … 1921 si ipotizza l’esistenza di una forza FORTE (più dell’elettromagnetismo) che tenga insieme i nucleoni Si continua a ipotizzare che esista qualche cosa che non si è mai visto: se lo si scopre O. K. , altrimenti la teoria deve essere rivista ! E gli spettri di emissione? !

L’indagine spettroscopica Gli elementi in forma gassosa esibiscono spettri di emissione: se eccitati (ad es. in un campo elettrico) emettono radiazione di particolari lunghezza d’onda. Le diverse lunghezze d’onda sono analizzabili con strumenti che le separino spazialmente – come un prisma, che usa la dipendenza dell’indice di rifrazione della luce dalla frequenza. In molti provano a capire lo schema soggiacente. Alla fine è Johann Balmer, un matematico svizzero, a scoprire la relazione fra questi numeri, ora noti come “serie di Balmer” dell’atomo di idrogeno. Lungh. Fattore schema d'onda comune (Balmer) moltiplicatore -----------------------------656. 3 364. 6 9/5 32/(32 -22) 486. 1 364. 6 16/12 42/(42 -22) 434. 0 364. 6 25/21 52/(52 -22) 410. 1 364. 6 36/32 62/(62 -22) 397. 0 364. 6 49/45 72/(72 -22)

L’atomo di Bohr La formula di Rydberg, che generalizza lo schema di Balmer a tutte le serie di righe note dell’atomo di idrogeno, deve aspettare il 1913 per trovare una spiegazione nella teoria di Bohr dell’atomo di idrogeno. Basta ipotizzare che l’elettrone possa orbitare solo con ben determinati valori di energia e momento angolare (QUANTIZZAZIONE). Esse sono determinate da due “numeri quantici”, che descrivono estensione e schiacciamento dell’orbita. La radiazione emessa deriva dal salto da un’orbita a un’altra di minore energia, con l’emissione di una unità di momento angolare e di una lunghezza d’onda pari a: La formula di Rydberg permette di calcolare I livelli di energia: e quindi la lunghezza d’onda della radiazione emessa:

Questo spiega eccellentemente gli spettri elettromagnetici, ma ancora l’atomo non è stabile e il momento angolare è sbagliato… La Meccanica Quantistica si sviluppa enormemente e giustifica la stabilità dell’atomo Particelle Elementari (anni ‘ 30) Protoni Neutroni Elettroni

Principio di indeterminazione di Heisenberg, 1927 Dx Dp≥ ħ/2 • I fenomeni studiati non possono prescindere dagli effetti provocati dall’osservatore, che va pertanto assunto come parte integrante del fenomeno • Impossibilità di separare rigorosamente soggetto e oggetto • Impossibilità teorica di pervenire a descrizione rigidamente deterministica dei fenomeni naturali (contro il meccanicismo di Laplace)

Attorno al 1930 si studiano anche i decadimenti radioattivi In alcuni processi sembra addirittura che l’energia e la quantità di moto non siano conservate ! Alcuni decadimenti radioattivi sono governati dalle forze nucleari DEBOLI (chiamate così per distinguerle da quelle FORTI che legano il nucleo)

Distanze Perché la gravità e l’elettromagnetismo ci sono familiari, mentre non sapevamo nulla della forza forte e debole? Perché hanno raggio d’azione INFINITO, mentre la forza forte e debole agiscono a BREVI DISTANZE.

La teoria del decadimento beta (gennaio 1934) n (+½) p + (-½) e + (+½) n (+½) • Fermi studiando il decadimento radioattivo inventa negli anni ’ 30 un formalismo con il quale è possibile descriverne gli aspetti fondamentali e calcolare alcune proprietà, come le vite medie delle particelle • Nella sua teoria compare il neutrino, ipotizzato da Pauli nel 1930 per spiegare l’energia mancante nei decadimenti beta e la conservazione dello spin • A seguito della formalizzazione di Fermi delle “interazioni deboli”, molte reazioni di decadimento trovano una spiegazione. Il neutrino, neutrino particella priva di massa, non possiede carica elettrica e interagisce debolmente con la materia: è a tutti gli effetti invisibile Il neutrino: solo energia e quantità di moto !!

La forza Forte Ogni forza è trasportata da una specifica particella la cui massa dipende inversamente dalla distanza su cui agisce M 1/d Esempi: fotone (E. M) f. forte d= d ~ 10 -15 m M=0 M ~200 Me Dunque si PREVEDEVA (Yukawa, 1935) l’esistenza di una particella con massa di circa 200 volte l’elettrone: se fosse stata trovata sarebbe stata la conferma della correttezza della teoria, altrimenti il modello avrebbe funzionato bene ma senza giustificazioni!

Nel 1937 C. Anderson scopre una particella con M~207 Me nelle tracce dei raggi cosmici secondari!!! (mesone mu o muone) E’ fatta!!! NO, ‘STI CAZZI !!!! Nel 1945 Conversi, Pacini, Piccioni dimostrano che quella particella non può essere mediatrice delle interazioni forti [Un muone attraversa centinaia di volte il nucleo, senza interagire] I. Rabi: “Il muone, ma chi l’ha chiesto? ”

Solo nel 1947 C. F. Powell scopre un altro tipo di mesone (mesone pi o pione , ~260 Me), nelle tracce dei raggi cosmici. Interagisce col nucleo (p+ + n). Il pione negativo funge da particella di scambio fra p e n. Allora è fatta!!! Sì !!!! Esistono altri mesoni (pione neutro, mesone K o kaone…. ). Il muone NON è un MESONE!!!

1950 - 1960: esperimenti tantissime nuove particelle Grande confusione!! Vengono creati molti modelli e teorie, ma nessuna riesce a trovare un riscontro sperimentale

Non si riesce a spiegare la presenza di centinaia di particelle elementari (? )

Negli anni ’ 60 si introdusse matematicamente l’esistenza dei quark (Gell-Mann/Ne’emen): in questo modo si spiegarono le centinaia di particelle osservate, sulla base di sole 3 particelle (up, down, strange). I quark hanno carica elettrica frazionaria. La combinazione opportuna di 2 o 3 quark (ADRONE) ADRONE dà una particella a carica intera (rispettivamente mesoni e barioni) Si introduce il confinamento : si IMPONE che le interazioni forti abbiano caratteristiche tali da impedire ad un quark di esistere isolato

• I quarks devono esistere a coppie: quarto quark. • Ciascun quark costituisce un SAPORE (u, d, s, c, t, b) (…. già, sono 6!!!). Il sapore è un numero quantico. • Ogni sapore di quark si presenta in 3 diverse varietà (COLORE). Il colore è un numero quantico. • I quarks possono essere rossi, verdi e blu. Gli antiquarks saranno allora anti-rossi, anti-verdi e anti-blu.

La combinazione di una terna di colori (rgb) o anticolori (anti-r anti-g anti-b) ha carica netta di colore nulla, e così pure le combinazioni (r anti-r), (b anti-b), (g anti-g). Solo gli stati senza colore si osservano in natura. La Cromodinamica quantistica studia le combinazioni dei quark I quark si combinano mediante una particella di scambio, GLUONE (ne esistono 8)che serve a tenerli insieme. Anche i gluoni hanno carica colore (questo complica tutto…) e possono saldarsi assieme formando glueballs

• classicamente, le forze sono dovute a campi • quantisticamente, le forze agiscono per mezzo di “mediatori”, ogni forza ha il proprio (o i propri) mediatori p e n si “parlano” tramite i mesoni, composti di quark; questi ultimi a loro volta si parlano coi gluoni (composti di merda? ). I mediatori della forza forte sono i gluoni.

• La forza di colore diventa piu’ forte a grandi distanze • Le particelle con carica di colore non possono esistere isolate • I quarks sono confinati con altri quarks a formare gli adroni • I composti sono neutri in colore • Quando un quark emette o assorbe un gluone, il colore del quark cambia affinche’ la carica di colore si conservi • Un quark rosso emette un gluone rosso/anti-blu e diventa blu • La forza forte tra i quarks in un protone ed i quarks in un altro protone e’ abbastanza intensa da superare la forza di repulsione elettromagnetica.

La scoperta dei quark • L’ipotesi di Gell-Mann, nonostante la brillante capacità di organizzazione della messe di particelle scoperte in poche strutture semplici di multipletti, e il potere predittivo di nuovi stati, rimane un artificio matematico per molti, fino al 1974. • La scoperta del charm convince tutti: i quarks sono reali • I corpi elementari sono dunque quarks e leptoni • Ma i quarks non sono 4, bensì 6! E qualcuno lo aveva previsto fin dal 1971 • Solo con almeno sei quarks si può spiegare una caratteristica dei mesoni K scoperta nel 1964: la violazione della simmetria CP • A partire dal 1974, tutti si mettono a caccia dei due rimanenti quarks: il bottom e il top.

La stranezza: il mistero si infittisce • Alcune particelle (anni ’ 40) , sembrano “strane”: sono prodotte copiosamente – il che indica una produzione “forte”, ma decadono lentamente – con tempi tipici delle interazioni “deboli”. • Attenzione, i pioni non sono strani, perché per loro un decadimento “forte” non è possibile: sono i mesoni più leggeri • Invece i kaoni sono prodotti con alta frequenza, e decadono in 10 -10 secondi anche se esistono stati adronici più leggeri in cui potrebbero decadere tramite forza forte (i pioni!) • si scopre che sono prodotte in coppia. Si ipotizza subito un nuovo numero quantico, la stranezza S (Gell-Mann, 1952) p p K+ K- si osserva, p p p- K+ no; p p K L pp pp si osserva p p KD non si osserva.

Ma come si classificano le particelle? Barioni e mesoni sono ADRONI (≡ COMPOSTI DI QUARKS) Solo i Fermioni obbediscono al principio di Esclusione di Pauli

Rasoio di Ockham ( monaco inglese del 1300 ), espresse una lex parsimoniae che è un fondamentale strumento nella ricerca: “Entia non necessitatem” sunt multiplicanda praeter Ovvero, le spiegazioni economiche della natura che ci circonda sono da preferirsi a quelle più fantasiose e complicate, che introducano più assunzioni e postulati.

Per ragioni di simmetria, si pensa che tutte le forze fondamentali, siano in realtà la medesima forza, che a basse energie (il mondo di tutti i giorni) si manifestano in modi differenti. Si predice l’unificazione delle interazioni elettromagnetiche con quelle deboli : questa è solo una speculazione teorica!

E’ l’analoga situazione dell’unificazione tra fenomeni ELETTRICI e MAGNETICI avvenuta a fine 1800…

Vi ricordate dell’unificazione di forza elettromagnetica e interazioni deboli? ? Questa teoria prevede l’esistenza di ben 3 particelle nuovissime…. … vengono scoperte nel 1983!!! (da Rubbia) Ma che caos!

Facciamo un po’ di ordine: i fisici riassumono tutti questi risultati nel MODELLO STANDARD Le particelle elementari sono solo di 3 tipi: LEPTONI (6) QUARK (6) FORZE

Ricadute Tecnologiche…

Il modello Standard Idea chiave: Ci sono due generi di particelle: • particelle che sono materia (i quark ed i leptoni) • particelle che mediano le forze (ogni tipo di interazione fondamentale agisce "mediante" una particella mediatrice di forza) In seguito la gravita` viene inclusa nella discussione anche se in realta’ non appartiene al modello standard.

Il Modello Standard: le particelle Carica elettrica 3 generazioni I mediatori: piu’ pesante +2/3 u c t quark -1/3 0 -1 d s b ne nm nt e m t g gluoni (8) g fotone W+, W-, Z bosoni gravitone leptoni Fondamentali: queste particelle sono ritenute senza struttura interna (anche se non e` esclusa)

Il Modello Standard: le forze Le particelle elementari interagiscono tra loro tramite messaggeri, Le forze che conosciamo in natura sono: Forza gravitazionale: Forza elettromagnetica: Forza forte: Forza debole: Caduta dei corpi, moto stellare… messaggero: gravitone magneti, atomi, chimica… messaggero: fotone tiene uniti i protoni e i neutroni nel nucleo anche se di carica uguale e tiene uniti i quark messaggero: gluone radioattività, attività solare … messaggeri: W e la Z

Il Modello Standard: materia ed antimateria Il Modello Standard prevede che per ogni particella di materia ci sia la sua anti-particella. - i mediatori non hanno le antiparticelle: non esistono gli anti-gluoni o gli antifotoni! - le anti-particelle hanno cariche opposte a quelle delle particelle - se una particella e la sua anti-particella si incontrano si annichilano

Le forze ed i messaggeri E’ importante sottolineare che nel Modello Standard le forze agiscono perche’ sono trasmesse da una particella. Non esistono forze “a distanza” ma affinche’ una forza agisca il suo messaggero deve andare da una particella ad un’altra. Spostati, mi manda uno della tua stessa carica + +

Le forze e le cariche I messaggeri delle forze si accoppiano a qualita’ specifiche delle particelle chiamate cariche Forza Accoppiamento Quantita’ Elettromagnetica Carica elettrica 1 Forte Colore 3 (rosso, blu, verde) Gravita’ Massa 1 Nota: la carica elettrica e’ una sola, che puo` essere positiva o negativa. Per il colore le cariche sono 3 ed anche loro possono essere positive o negative.

Le forze non agiscono su tutte le particelle

Spin and Chirality • All particles in the Standard Model have an intrinsic spin, allowing us to roughly visualize each particle as a miniature top spinning in space. • Technically, we associate a quantum number to this property called spin, spin and is fixed for all matter particles (quarks and leptons, alike) at 1/2 Hence, all the particles carry the same internal angular momentum. • The spin of all particles is described by a vector, S with cartesian components (Sx , Sy , Sz)whose length never changes. • At length scales dominated by quantum mechanics, the orientation of the spin is limited in a very non-intuitive way.

• The component of S along any given direction (say, along the x-axis) is limited to take on one of two values: Sx = +½ħ , in which case the particle is said to be "spin-up in the x-direction", or Sx = -½ħ , in which case is "spindown. " • Here, ħ is Planck's constant — a very tiny unit of angular momentum. • Even more bizarre is that despite this limitation, any component of S may be in a mixture (superposition) between the spin-up case and the spin-down case. • Only probing the particle would cause the value of the xcomponent of the spin to snap to exclusively one of the two allowed values.

• There is nothing special about the x-, y- and the zaxis. • In principle and in practice, one may be interested in the component of spin along a direction that lies between the x- and y-axis, or between the x- and zaxis, or between all three axis. • Allowed values are still limited to +½ħ and -½ħ. • Physicists are often interested in the particle's spin along its momentum, p (direction of motion).

• The component of spin along the particle's momentum is chirality. • As usual, a particles chirality are limited to Sp = +½ħGli , inorsi which case themancini. particle is right polari sono -handed, , in which case the p = (E chi lo or sa? SE chi-½seħ ne frega? E come lo particle is left-handed. hanno capito? ) • An understanding of chirality is crucial to understand the selective nature of the weak nuclear force

Force Mediating Particles • The force mediating particles all have an intrinsic spin whose value is 1, making them bosons They do not follow the Pauli Exclusion Principle. • The photons mediate the electromagnetic force between electrically charged particles (these are the quarks, electrons, muons, tau, W+, W–). They are massless and are described by theory of quantum electrodynamics. • The W+, W–, and Z 0 gauge bosons mediate the weak nuclear interactions between particles of different flavors (all quarks and leptons). They are massive, with the Z 0 being more massive than the equally massive W+ and W–. • The weak force is that interactions involving the W+ and W –gauge bosons act on exclusively left-handed particles (those particles whose chirality is Sp = -½ħ )

• The right-handed particles are neutral to the W bosons. • The W+ and W– bosons carry an electric charge of +1 and – 1 making those susceptible to electromagnetic interactions. • The electrically neutral Z 0 boson acts on particles of both chiralities, but preferentially on lefthanded ones. • The weak nuclear interaction is the only one that selectively acts on particles of different chiralities; the photons and the gluons act on particles without such prejudice.

• These three gauge bosons along with the photons are grouped together which collectively mediate the electroweak interactions. • The eight gluons mediate the strong nuclear interactions between color charged particles (quarks). • Gluons are massless. But, each of the eight carry combinations of color and an anticolor charge enabling them to interact among themselves. • The gluons and their interactions are described by theory of quantum chromodynamics.

Da dove viene la massa delle particelle composte (adroni)? Il protone e’ composto da 3 quark: uud La somma delle masse dei quark uud e’ molto piu` piccola dalla massa del protone: La differenza di massa e’ dovuta alle interazioni tra i quark. Anche se in teoria si sanno calcolare queste interazioni, in pratica non si riescono ad ottenere le masse degli adroni.

Massa (Ge. V) Da dove viene la massa delle particelle fondamentali? t u c ~0. 001 ~1. 5 ~180 g gluoni (8) 0 d s b g fotone 0 ~0. 001 ~0. 1 ne nm ~0. e m ~0. 0005 ~0. 100 ~4. 5 nt ~0. t ~1. 7 Le particelle forza W+, W-, Z bosoni Massa 80/90 Ge. V Il modello standard non predice le masse delle particelle. I valori delle masse sono stati misurati sperimentalmente

Consideriam il quark top e l’elettrone: Il quark top pesa circa 300. 000 volte piu` dell’elettrone. Nel modello standard entrambe hanno massa nulla! Sembrano che abbiano massa perche` si muovono (con fatica) interagendo con il campo di Higgs Idea chiave: Nel Modello Standard le particelle non hanno massa. La massa e’ una proprieta’ che viene acquisita attraverso l’interazione con il bosone di Higgs: sembrano avere massa perche` interagiscono con il bosone di Higgs e diventano piu` difficili da spostare.

Domanda: perche’ l’elettrone si accoppia meno del quark top con il bosone di Higgs ed e’ quindi piu` leggero? Tristemente non abbiamo una risposta a una domanda cosi` ovvia

Nel Modello Standard ci sono molte altre cose che non capiamo Per esempio: Perche le generazioni sono 3? C’e’ una sottostruttura? Perche le masse sono quelle che sono? Dov’e’ finita l’antimateria creata nel Big-Bang? Dove la mettiamo la gravita’? La soluzione a questi ed altri problemi non la si sa. La possibilita’ piu` accettata al momento e’ che il Modello Standard sia solo una parte di una teoria piu` grande chiamata la “Supersimmetria” Mah mah boh…la solita merda! (Anna Mariella Franzoni)

Supersimmetria • Alcuni fisici, nel tentativo di unificare la gravita’ con le altre forze fondamentali, hanno suggerito che ogni particella fondamentale dovrebbe avere una particella “ombra” (shadow). Sono piu’ di 20 anni che cerchiamo queste particelle supersimmetriche

Teoria di Grande Unificazione • Si crede che una GUT unifichera’ le forze forte, debole ed elettromagnetica • Queste 3 forse saranno allora visibili come manifestazioni diverse – a bassa energia – di una stessa forza • Le 3 forze si unirebbero ad una energuia alquanto elevata.

• La fisica di oggi ha teorie per la meccanica quantististica, per la relativita’ e per la gravita’, ma queste teorie sono separate. • Se vivessimo in un mondo con piu’ di 3 dimensioni spaziali forse si potrebbe superare questo problema. • La teoria delle stringhe suggerisce che in un mondo in cui ci sono le 3 dimensioni standard, e qualche dimensione addizionale purche’ piccola, le particelle sono stringhe

…l’avventura continua Gesù Pampino essere particella? ! Essere fermione o busone? ! Indipendetemente dall’opinione personale dei singoli fisici, il metodo di lavoro è ben testato e permette uno studio sistematico. Di tutto conosciamo il prezzo, di niente il valore ! F. Nietzsche, Aforismi

The Standard Model • The entire dynamics of the universe can be explained in terms of matter and by the forces that act on it. • The Standard Model is divided in a similar manner: ordinary matter particles (fermions), force mediating particles (bosons), and the Higgs particle (also a boson). • Technically, quantum field theory provides the mathematical framework for the Standard Model. Consequently, each type of particle is described in terms of a mathematical field.

Particles of Ordinary Matter • The matter particles described by the Standard Model all have an intrinsic spin whose value is determined to be 1/2, making them fermions. For this reason, they follow the Pauli Exclusion Principle. • Apart from their antiparticle partners, a total of twelve different matter particles are known. Six of these are classified as quarks (up, down, strange, charm, top and bottom), and the other six as leptons (electron, muon, tau, and their corresponding neutrinos). • These particles carry charges which make them susceptible to the fundamental forces • Each quark carries any one of three color charges – red, green or blue, enabling them to participate in strong interactions.

• The up-type quarks (up, charm, and top) carry an electric charge of +2/3, +2/3 and the down-type quarks (down, strange, and bottom) carry an electric charge of – 1/3, – 1/3 enabling both types to participate in electromagnetic interactions. • Leptons do not carry any color charge – they are color neutral, preventing them from participating in strong interactions. • The down-type leptons (the electron, the muon, and the tau lepton) carry an electric charge of – 1, – 1 enabling them to participate in electromagnetic interactions.

• The up–type leptons (the neutrinos) carry no electric charge, preventing them from participating in electromagnetic interactions • Both, quarks and leptons carry a handful of flavor charges , including the weak isospin, enabling all particles to interact via the weak nuclear interaction • Pairs from each group (one up-type quark, one down-type quarks, a lepton and its corresponding neutrino) form a generation. Corresponding particles between each generation are identical to each other apart from their masses and flavors

Le 4 forze (= interazioni) Intensità 10 -38 10 -5 10 -2 1 Ogni forza è trasportata da una specifica particella

I leptoni Neutrino: introdotto da Wolfgang Pauli ed Enrico Fermi (1930) per preservare la conservazione dell’energia nel decadimento beta dei nuclei Tre famiglie, ognuna contenente un “elettrone” e un neutrino I leptoni non subiscono l’interazione forte… …vi ricordate del muone? ? Non costituiscono nessuna particella: sono solo loro stessi.

I quark Murray Gell-Mann “Three quarks for Muster Mark ” J. Joyce, Finnegan’s Wake Up e down costituiscono la materia ordinaria (p = uud, n = udd) Gli altri (“Ma chi li ha chiesti? ”) compongono tutte le altre particelle osservate: materia non ‘ordinaria’.