Con quasi venti giorni di ritardo, riporto una triste notizia: il giorno 08.08.07 è morto il fisico teorico Julius Wess. So che probabilmente a molti di voi questo nome non dice niente, ma questo personaggio è stato molto importante per la fisica teorica moderna. Infatti nel 1973 pubblicò, in collaborazione con Bruno Zumino, un articolo nel quale si descriveva una possibile relazione tra i bosoni ed i fermioni. Certo, il modello Wess-Zumino non vi dirà molto, ma se dico supersimmetria allora scommetto che avete capito di cosa stiamo parlando.
Per farvi capire l'importanza di questa nuova simmetria, vi darò una spiegazione molto breve e, spero, altrettanto chiara. Dunque, quando parlavamo delle interazioni fondamentali (la saga completa la trovate nella sezione "De Phisica" sulla barra a destra), sicuramente vi avrò spiegato la differenza tra bosoni e fermioni. Ebbene, nel modello standard "classico", cioè quello che non fa uso della supersimmetria, questi due tipi di particelle sono ben distinte e sembra che non esista nessun legame tra di loro. Infatti, se ben ricordate quella storia sulle funzioni d'onda, non è possibile costruire una funzione d'onda comune per bosoni e fermioni. Uno dei motivi, ad esempio, è che i bosoni se ne fregano del Principio di Esclusione, mentre per i fermioni questo principio è inviolabile. Vi starete chiedendo che cosa sia tale principio. Ebbene, esso scaturisce da ragioni di simmetria, come avevo detto a suo tempo, e consiste nel porre un limite al numero di particelle con un fissato numero quantico. Ecco quindi che viene in ballo questa benedetta simmetria: mentre la funzione d'onda dei fermioni deve essere antisimmetrica, quella dei bosoni può anche essere simmetrica. Si capisce che, data questa contraddizione, non ci sia una via per "unificare" i due tipi di particelle.
Tuttavia, quello che questi due signori hanno fatto è stato proprio di cancellare le differenze tra bosoni e fermioni; basta però avere l'accortezza di associare ad ogni bosone (fermione) un fermione (bosone) supersimmetrico. E' un po' come la storia dell'antimateria, solo che qui si lavora con le simmetrie - e Dio solo sa quanto più è impestato! I partner supersimmetrici delle particelle elementari non sono stati ancora osservati, perché richiederebbero energie molto elevate dovute al grande valore della loro massa. Questo è uno dei tanti motivi per cui si è costruito il Large Hadron Collider (LHC) al Cern di Ginevra. L'importanza delle particelle supersimmetriche va ad intaccare anche la Cosmologia: è stato infatti proposto che, data la loro grande massa, questi oggetti possano costituire di fatto la materia oscura che permea l'Universo. Sarebbe quindi di vitale importanza dimostrarne (o smentirne) l'esistenza.
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Alcuni link:
- Qui l'articolo illuminante del 1974 (da notare che in primis la supersimmetria venne chiamata supergauge transformation...)
- La pagina di Wikipedia sulla supersimmetria
- Un eccellente paper di Zumino che riassume il ruolo della supersimmetria nella fisica moderna.
Per farvi capire l'importanza di questa nuova simmetria, vi darò una spiegazione molto breve e, spero, altrettanto chiara. Dunque, quando parlavamo delle interazioni fondamentali (la saga completa la trovate nella sezione "De Phisica" sulla barra a destra), sicuramente vi avrò spiegato la differenza tra bosoni e fermioni. Ebbene, nel modello standard "classico", cioè quello che non fa uso della supersimmetria, questi due tipi di particelle sono ben distinte e sembra che non esista nessun legame tra di loro. Infatti, se ben ricordate quella storia sulle funzioni d'onda, non è possibile costruire una funzione d'onda comune per bosoni e fermioni. Uno dei motivi, ad esempio, è che i bosoni se ne fregano del Principio di Esclusione, mentre per i fermioni questo principio è inviolabile. Vi starete chiedendo che cosa sia tale principio. Ebbene, esso scaturisce da ragioni di simmetria, come avevo detto a suo tempo, e consiste nel porre un limite al numero di particelle con un fissato numero quantico. Ecco quindi che viene in ballo questa benedetta simmetria: mentre la funzione d'onda dei fermioni deve essere antisimmetrica, quella dei bosoni può anche essere simmetrica. Si capisce che, data questa contraddizione, non ci sia una via per "unificare" i due tipi di particelle.
Tuttavia, quello che questi due signori hanno fatto è stato proprio di cancellare le differenze tra bosoni e fermioni; basta però avere l'accortezza di associare ad ogni bosone (fermione) un fermione (bosone) supersimmetrico. E' un po' come la storia dell'antimateria, solo che qui si lavora con le simmetrie - e Dio solo sa quanto più è impestato! I partner supersimmetrici delle particelle elementari non sono stati ancora osservati, perché richiederebbero energie molto elevate dovute al grande valore della loro massa. Questo è uno dei tanti motivi per cui si è costruito il Large Hadron Collider (LHC) al Cern di Ginevra. L'importanza delle particelle supersimmetriche va ad intaccare anche la Cosmologia: è stato infatti proposto che, data la loro grande massa, questi oggetti possano costituire di fatto la materia oscura che permea l'Universo. Sarebbe quindi di vitale importanza dimostrarne (o smentirne) l'esistenza.
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Alcuni link:
- Qui l'articolo illuminante del 1974 (da notare che in primis la supersimmetria venne chiamata supergauge transformation...)
- La pagina di Wikipedia sulla supersimmetria
- Un eccellente paper di Zumino che riassume il ruolo della supersimmetria nella fisica moderna.
2 commenti:
In quello che scrivi dai per scontata una cosa che a me non sembra scontata, quindi figuriamoci per uno che non ne sa niente, ovvero questa: che bisogna per forza unificare bosoni con fermioni, e non si può invece accettare pacificamente il fatto che bosoni e fermioni sono e restano due famiglie distinte di particelle. Spiega un po' il perché di questa cosa agli amici non-fisici. Thankz. :)
Giusto. Credo che scriverò il prossimo post su questa cosa. Prima di farlo devo finire il Capitolo 29 di Struttura.
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