fisica-delle-particelle

Branca sperimentale della fisica moderna che indaga i costituenti e le interazioni fondamentali di materia e radiazioni. È indicata anche come fisica delle alte energie, con riferimento alle particelle create negli acceleratori ad altissima energia che non sono presenti in natura, il cui studio ha consentito lo sviluppo di nuovi modelli di fisica teorica. Le particelle osservate e le loro interazioni sono descritte con discreta approssimazione da una teoria quantistica dei campi detta Modello Standard che viene spesso considerata come la maggior conquista della fisica delle particelle e che è, ad oggi, il modello di classificazione delle particelle. Esso descrive tutti i costituenti della materia fisica e tutte le interazioni fondamentali, ad eccezione della gravità, e con la costruzione degli acceleratori ha trovato eccezionali verifiche sperimentali (in particolare grazie alle accurate misurazioni del Large Electron Positron Collider (LEP) del CERN di Ginevra. In particolare, il Modello prevedeva l’esistenza di una particella scalare nota come Bosone di Higgs, per anni teorizzata dai fisici delle particelle e scoperta nel 2012 dal Large Hadron Collider (LHC). In anni recenti, alcune osservazioni astronomiche sulla materia oscura e sullo spostamento verso il rosso dei quasar più lontani, insieme ad alcuni risultati sperimentali sulla massa dei neutrini, hanno messo in dubbio che il Modello Standard possa effettivamente definirsi completo. La fisica delle particelle (ovvero dell’infinitamente piccolo) è strettamente collegata alla cosmologia (cioè la fisica dell’infinitamente grande) poiché le energie impiegate nella Fisica delle alte energie negli acceleratori sono paragonabili a quelle che erano presenti nell'Universo Primordiale; questo rende possibile studiarne le caratteristiche in termini di particelle e interazioni. I maggiori centri sperimentali sono: il CERN di Ginevra, dove è installato il Large Hadron Collider (che ha sostituito il LEP); il Desy di Amburgo, lo SLAC di Stanford (California), il Brookhaven National Laboratory di Long Island; i Laboratori Nazionali del Gran Sasso in Italia. Nel 1984 l’italiano Carlo Rubbia è stato insignito del Premio Nobel per la Fisica per la conferma sperimentale dei Bosoni W e Z al CERN.

Bibliografia

M.G. Santamaria, Il modello standard delle particelle: i pilastri della materia, Milano 2015; R. Bodei, G. Tonelli, La nuova fisica delle particelle e i segreti dell'universo: un dialogo tra filosofia, scienza e religione, Milano 2017; J. Gutiérrez, Le stelle di neutroni, Milano 2018; A. Brizi, Radiazione: fisica delle particelle e relatività, Vasto 2019; J. Rodriguez Quintero, Oltre il bosone di Higgs: alla ricerca di nuove particelle, Milano 2019; M. Giliberti, Higgs e la Fisica delle particelle elementari, Milano 2020.