LE PARTICELLE ELEMENTARI Introduzione alla fisica subatomica Le

LE PARTICELLE ELEMENTARI Introduzione alla fisica subatomica Le particelle elementari Brescia, 13. 5. 2013 pag. 1

Cosa sono le particelle elementari? Sono i mattoni dell’universo, le più piccole parti in cui si può suddividere la materia Trovare gli elementi basilari del mondo è un obiettivo appassionante, ma non ancora completamente raggiunto Elementare significa indivisibile: in realtà le particelle elementari sono 12, ne esistono poi di composte molte di più Le particelle elementari Brescia, 13. 5. 2013 pag. 2

CENNI STORICI Ø Scomporre la materia nelle minime parti è un sogno di tanti scienziati Ø Solo dal ‘ 900 in poi si possiedono strumenti che possano vedere nel dettaglio le particelle Ø Le prime particelle sono chiamate alfa, beta, gamma, x: poco si sa sulla loro natura Ø Nel giro di 30/40 anni si scoprono centinaia di particelle con le nuove tecnologie Le particelle elementari Brescia, 13. 5. 2013 pag. 3

I RIVELATORI DI PARTICELLE Ø Camere a nebbia e a bolle Ø Dagli anno ’ 50 gli acceleratori e i calorimetri Le particelle elementari Brescia, 13. 5. 2013 pag. 4

IL MODELLO STANDARD Un secolo circa di ricerche effettuate con le tecniche più varie ci ha portato ad avere una conoscenza avanzata della struttura della materia. Il modello che riassume queste scoperte si chiama MODELLO STANDARD (circa 1968) • • § 4 forze fondamentali 12 particelle “puntiformi” fondamentali 6 quarks + 6 leptoni 4 particelle mediatrici delle forze Higgs Le particelle elementari Brescia, 13. 5. 2013 pag. 5

IL MODELLO STANDARD Le particelle elementari Brescia, 13. 5. 2013 pag. 6

IL MODELLO STANDARD Esistono poi altre particelle che sono composte da quelle elementari: protoni, neutroni, mesoni, pioni, Kaoni, … Sono tutte instabili tranne: protone, elettrone, neutrino Le particelle elementari Brescia, 13. 5. 2013 pag. 7

LE QUESTIONI APERTE La gravità: risolta con la scoperta del bosone di Higgs (CERN, 2012) Le particelle elementari Brescia, 13. 5. 2013 pag. 8

LE QUESTIONI APERTE Anche noi siamo fatti di materia oscura? Le particelle elementari Brescia, 13. 5. 2013 pag. 9

Lo STUDIO delle PARTICELLE Studiando le particelle ci si è subito accorti che non si comportano come comuni corpuscoli, quindi le leggi classiche (Newton per esempio) non sono sufficienti. Gli effetti più importanti sono Ø Relatività di spazio e tempo (cfr tempi di decadimento) Ø Equivalenza massa energia (E = mc 2) (quanto pesi? ) Ø Indeterminazione e probabilità (principio di Heisenberg) Le particelle elementari Brescia, 13. 5. 2013 pag. 10

INFN Le particelle elementari Brescia, 13. 5. 2013 pag. 11

Per approfondire Nell’infinitamente piccolo c’è ancora molto da scoprire: la sfida è appassionante e non ci resta che iniziarla! Buon lavoro, prof. Federico Andreoletti Le particelle elementari Brescia, 13. 5. 2013 pag. 12