Fìzega de łe partezełe

La fìzega de łe partezełe ła ze ła branca sperimentałe de ła fìzega moderna che ła studia i costituenti e łe interasion fondamentałi de ła matèria e de ła radiasion. Talvolta ła vien anca doparada l'espresion fìzega de łe alte enerzie, fazendo referimento a chełi studi de łe partezełe creae inte i sełeratori a stra-alta enerzia e no prezenti in natura in condision ordenàrie: sti esperimenti i ga permetesto de verìfegare nove teorie e i ga dazesto un inportante ponto de partensa par desviłupare novi modełi in fìzega teòrega.

Istòrego

L'idea che ła matèria ła sìpia conponesta da partezełe ełementari ła deriva da almanco el VI secoło a.C. e ła nase in ànbito fiłozòfego-materiałista. La dotrina fiłozòfega de l'"atomismo" ła zera studiada da fiłòzofi de l'antiga Gresa cofà Leucipo, Democrito e Epeguro. Anca se za Isaac Newton inte el XVII secoło el pensava che ła matèria ła fuse conponesta da partezełe, el ze sta John Dalton che inte el 1802 el ghea sostegnesto formalmente che ła matèria ła zera conponesta da picenini àtomi.

La prima toła periòdega de Dimitri Mendeleev, del 1869 ła ghea contribuio a simentar sta vizion, prevałente par tuto el XIX secoło. El lavoro de Joseph Thomson el ghea stabilio che i àtomi i zera conponesti da ełetroni lejeri e protoni masici. Ernest Rutherford el ghea stabilio che i protoni i zera consentrai inte un nucleo conpatà. El nùcleo el zera inte el scumìsio ritegnesto èsare conponesto da protoni e ełetroni confinai (col fin de poder spiegar ła difarensa intrà ła càrega ełetrega e el pezo atòmego), ma ze sta drioman descuerto èsare conponesto da un nùcleo de protoni e neutroni e da ełestroni che i ghe òrbita da torno.

Inte i ani sincuanta e sesanta se ga desviłupà màchine bone de prodùzare e resvełar un'incredìbiłe varietà de partezełe. Se fazeva refarimento a ste cuà cofà che al "zoo de łe partezełe". Sto tèrmano el zera vegnesto sbandonà dopo ła formułasion del modeło stàndar, inte el ndar dei ani setanta, inte el cuało sto grando nùmaro de partezełe el zera sta spiegà inte i tèrmeni de ła conbinasion de un numero (rełativamente) picenin de partezełe fondamentałi.

Descrision

Conceto de partezeła in fìzega moderna

Modeło stàndar

Inte el senso streto, el tèrmeno partezeła intendesto cofà che ojeto pontiformà, no el raprezenta conpletamente tute łe caraterìsteghe che łe ze soe del conportamento dei costituenti ełementari de ła matèria e de ła radiasion de alte enerzie o picenine distanse. Le teorie studiae da ła fìzega de łe partezełe łe fa cao ai prinsìpi de ła mecànega cuantìstega e de ła teoria cuantìstega dei canpi. In baze a ła duałità onda-corpùscoło, i ełetroni i manifesta conportamenti da partezeła in determenae condision sperimentałi e conportamenti da onda in altre. Matemategamente łe partezełe ełementari no łe ze descriveste nì cofà onde e gnanca cofà partezełe, ma cofà che un vetore de stato de un spàsio de Hilbert, ciamà funsion d'onda. Sevendo łe convension dei fìzeghi de łe partezełe, dopararemo "partezełe ełementari", par riferirne a ełetroni e fotoni, savendo ben che ste "partezełe" łe mostra anca propietà ondułatòrie.

Rivełasion de partezełe: urti e sełeratori

Sełeratore de partezełe

El prinsipio fìzego par el stùdio de nove partezełe el ze cheło sénpleze dei urti a ełevada enerzia: fazendo cołìdar intrà de lore partezełe de alta enerzia sinètega, o sia a vełosità arenti a ła vełosità de ła luze, el prodoto (sìnteze) el połe èsar, par l'ecuivałensa intrà masa e enerzia, na nova partezeła de masa superior che inte l'evegnensa ła decasca in altre partezełe fiołe. Da l'anàłize de sti decascaminti ze pusìbile rivar a łe carateristeghe de ła partezeła madre.

In zenerale łe ze pusìbiłi do magnere par rełevare nove partezełe subatòmeghe che łe fa in tuti i cazi recorimento a rivełatori de partezełe:

revełatori pasivi a tera (ez. càmara a nébia e càmara a bołe) che łe sfruta łe cołizion naturali de alta energia intrà i raji còsmeghi de alta enerzia e l'atmosfera terestre relevàndoghene i prodoti o sia i decascamenti o sanò ponesti inte na òrbita su un satèłite artifesałe: sta cuà ła ze l'òtega inte ła cuała ła se move l'Astrofìzega partezełare. Ste cołizion łe ze parò poco frecuenti respeto a chełe produzìbiłi in laboratòrio doparando sełeratori de partezełe, ma i ga el vantajo de vere dispunìbiłe stra-alte enerzie naturalmente.
dòparo de sełeratori de partezełe càreghe par prodùzare fasi de partezełe de alta enerzia, fati dopo cołìdare intrà de lori relevàndoghene i prodoti in apropiai revełatori (cołizion artifezałi). In sto cazo el vantajo el ze inte ła lumenozità e inte ła frecuensa de cołizion, che ła ze majore e pì controłàbiłe.

Modeło Stàndar

l'LHC al CERN

Le partezełe oservae e łe so interasion łe połe vegner descriveste in bona aprosimasion da na teoria cuantìstega dei canpi ciamada Modeło Stàndar che ła vien de frecuente considerada cofà che ła major concuista de ła fìzega de łe partezełe teòrega otegnesta e che ła raprezenta anca l'atuale clasifegasion de łe partezełe conoseste.

El modeło el descrive tuti i costituenti de ła matèria fìzega e tute łe interasion fondamentałi conoseste, ecesion-fata par ła gravità, e el ga gavesto straordinàrie verìfeghe sperimentałi co ła previzion de partezełe efetivamente descuerte fin dai ani sesanta. Le previzion del modeło stàndar łe ze stae verìfegae in magnera curada da tuti i esperimenti fati, inte el partegołare co łe mezure de precizion fate al LEP del CERN.

In partegołare sto cuà el descrive ła forsa nucleare forte, ła forsa nucleare débołe e l'ełestromagnetismo (trè de łe cuatro forse fondamentalł) traverso dei bozoni mediadori, conosesti cofà che bozoni de gauge. I bozoni de gauge i ze: fotoni, bozoni W^-, bozoni W⁺, bozoni Z e gloni. El modeło el detien par de pì 24 partezełe fondamentali, che łe ze i costituenti de ła matèria. In-fin, el prevede l'ezistensa de un tipo de partezeła scałare conosesta cofà bozoni de Higgs, par ani teorizada dai fìzeghi e descuerta inte el 2012 inte i esperimenti del Large Hadron Collider.

El Modeło Stàndar el raprezenta un ezénpio de unifegasion de łe interasion fondamentałi: cofà łe ecuasion de Maxwell łe ga permetesto de unifegare łe interasion ełètreghe e magnèteghe inte na ùgnoła interasion ełetromagnètega, inte el Modeło Stàndar łe interasion ełetromagnèteghe e débołi łe ze unifegae inte na ùgnoła interasion ełètro-débołe.

Matèria oscura

Tanti fìzeghi de łe partezełe i pensa che sto Modeło el raprezéntee in realtà na descrision inconpletada de ła natura fìzega e che na teoria oncor-pì fondamentałe ła sia oncora drio spetar de vegner descuerta e ełaborada. De fato el Modeło Stàndar no el fornise l'unìfegasion de l'interasion forte co cheła ełetro-débołe (Teoria de ła granda unifegasion) e no el ze bon de conpréndar ła gravità (Teoria del Tuto), ła cuała tratasion in rełatività zenerałe no ła ze conpatìbiłe co ła mecànega cuantìstega. In pì el Modeło Stàndar no el dà racuanta spiegasion par l'asimetria bariònega, o sia, el ze bon de spiegare ła cuazi totałe asensa de antimatèria inte l'universo. In-fin, ła matèria oscura no ła połe èsare costituia da nisuna partezeła descrivesta dal modeło stàndar.

Pì desviłupi i garà de consevensa da ciapar drento na teòrega cuantistega de ła gravitasion par l'unifegasion definitiva de łe trè forse citae anca co ła gravità: ła rełatività zenerale ła se baza de fato sul modeło "clàsego" de spàsiotenpo guałivo inte el cuało el vałore del canpo gravitasionałe el połe asùmare un vałore arbitrariamente picenin. Eła ła ze inconpatìbile col modeło stàndar andove l'intensità dei canpi ła dipende da łe partezełe coinvolte e ła asume par tanto solché determenai valori.

Tutavia par sirca trent'ani el modeło stàndar el ne ga fornio rezultai conpatìbili co łe evidense sperimentałi; solché inte l'ùltemo perìodo racuante oservasion astronòmeghe so ła matèria oscura e sol movimento verso el roso dei quasar pì lontani unii a altri racuanti rezultai sperimentałi so ła masa del neutrin e so ła mezura del momento magnètego del muon i ga fato vegner el dùbio che no se ze drio parlar de un modeło conpleto.