Cos'è la teoria delle particelle?
La teoria delle particelle è una teoria della materia incredibilmente diffusa, che sostiene, essenzialmente, che la materia è formata da piccole particelle che si muovono costantemente. La teoria delle particelle è il dominio della fisica delle particelle, che è anche conosciuta come fisica delle alte energie, perché molte delle particelle più fondamentali non si verificano generalmente in natura, ma possono essere generate creando interazioni di energia estremamente elevate tra le particelle.
Il predecessore della moderna teoria delle particelle risale all'antica Grecia, quando i filosofi del VI secolo a.C. sostenevano che c'erano particelle fondamentali di materia. Per migliaia di anni dopo, tuttavia, la teoria delle particelle è svanita in gran parte del mondo, con varie altre teorie sorte invece. Nel diciannovesimo secolo, tuttavia, ritornò, con uno scienziato di nome John Dalton che proponeva una particella fondamentale e indivisibile che costituiva tutta la materia. Chiamò questa particella l'atomo, dalla parola greca che significava indivisibile.
Alla fine del diciannovesimo secolo era diventato evidente, tuttavia, che l'atomo non era, in effetti, indivisibile e che c'erano particelle ancora più piccole che costituivano l'atomo. Durante il 20 ° secolo e nel 21 ° secolo, queste particelle furono divise e furono scoperte nuove particelle ad alta energia. La scoperta di queste particelle ha aiutato a perfezionare ed espandere la natura della fisica delle particelle, e gran parte del lavoro svolto oggi ha a che fare con la generazione di nuove particelle da osservare. Questo viene fatto creando interazioni di energia molto elevata negli acceleratori di particelle, in cui le particelle vengono lanciate l'una verso l'altra a velocità incredibilmente elevate, essenzialmente frantumandosi nei loro bit costituenti e rilasciando particelle energetiche che si dissipano rapidamente.
Il modello funzionante della teoria delle particelle in questo momento è noto come il Modello standard. Il modello standard, sebbene non sia una vera teoria unificante, si avvicina notevolmente. Si rivolge a tre delle quattro interazioni note: le forze elettromagnetiche, le forze forti e quelle deboli. Non riesce a rivolgersi alla forza gravitazionale, rendendola incompleta, ma consente ancora una grande comprensione globale delle particelle e dell'universo nel suo insieme. Il modello contiene ventiquattro particelle fondamentali, che costituiscono la materia, e i bosoni di gauge che mediano le forze. Prevede anche un tipo di bosone, il bosone di Higgs, che è l'unico bosone che non è stato ancora osservato, che dovrebbe essere rilevato dal Large Hadron Collider.
A un livello base, la teoria delle particelle aiuta a classificare i tre principali stati della materia che vediamo a livello quotidiano. Le particelle sono viste l'una rispetto all'altra e alla quantità di energia che hanno, che influenza quanto si muovono. In uno stato in cui le particelle sono fortemente attratte l'una dall'altra e tenute strettamente insieme in uno stato in cui vibrano ma rimangono relativamente fisse, esiste un solido. Quando c'è qualche attrazione tra le particelle, che sono tenute un po 'insieme, con un grado di movimento relativamente libero, esiste un liquido. E quando c'è poca attrazione tra le particelle e possono muoversi liberamente, esiste un gas.