Il pretesto finale di Dee

Finalmente, miei cari lettori, siamo arrivati alla fine di questo tortuoso percorso cominciato quasi un mese fa sulle interazioni fondamentali. Questo è l'ultimo post in materia e prometto che non sentirete parlare di queste cose per un po' di tempo: abbiate pazienza, vi chiedo un ultimo sforzo.

Ho detto, alcuni migliaia di post fa, che l’interazione elettromagnetica è mediata dal fotone e che questo ha massa nulla, mentre le interazioni deboli sono mediate anch’essa da dei bosoni che però hanno una massa considerevole. In sostanza si vede già da questo che le due cose hanno qualcosa in comune: entrambe le interazioni sono mediate da bosoni, ovvero da particelle che obbediscono alla medesima statistica (quella di Bose-Einstein, se ben vi ricordate). Già questo potrebbe fare pensare che in realtà non siano poi così tanto diverse queste due interazioni. E infatti è così: ho detto che nell’interazione debole i bosoni che portano carica elettrica sono due, il W⁺ e il W^-. Ebbene, viene naturale pensare che esista anche un W neutro, e questo viene richiesto dalla conservazione di una quantità molto usata in fisica nucleare, l’isospin debole: prendete il protone (p) ed il neutrone (n); entrambi stanno nel nucleo e vengono per questo chiamati nucleoni. Un nucleone, che può essere un p o un n, ha isospin pari ad ½, nel senso che può trovarsi in due stati possibili. Analogamente, nelle interazioni deboli c’è un isospin relativo ai W^(+-) e Z, che valgono rispettivamente 1 e 0. E’ di particolare interesse il valore che assume la componente relativa all’asse z dell’isospin; nel caso del W⁺ essa vale +1 e per il W^- è -1. Ci si aspetta, dunque, anche uno stato con componente z dell’isospin relativo ai W che sia 0, ovvero uno stato I = 1, I_z = 0, e tale stato si indica con W⁰, ovvero un W neutro. Questo però non deve trarre in inganno: il W⁰ appena definito non è assolutamente uguale allo Z⁰, in quanto l’accoppiamento di quest’ultimo dipende dalla carica elettrica. Deve esistere dunque un bosone che sia uno stato di singoletto, ovvero con I = 0 e I_z = 0, e tale bosone si indica con B⁰. Dal punto di vista sperimentale, si conoscono soltanto due tipi di bosoni neutri, ovvero il nostro affezionato fotone e lo Z⁰ che ormai conosciamo. In pratica, quello che hanno fatto Weinberg e soci – e qui veniamo finalmente al succo del discorso di tutti questi dannati post – è stato di esprimere il fotone e lo Z⁰ come combinazione lineare degli stati B⁰ e W⁰; in quest’ottica il fotone e lo Z⁰ sono descritti da funzioni d’onda fra loro ortogonali e i coefficienti della combinazione lineare sono le seni e i coseni di un angolo detto angolo di Weinberg. In pratica possiamo passare dal fotone allo Z⁰ (e viceversa) operando una rotazione dell’angolo di Weinberg. A questo punto è lecito chiedersi quale sia la relazione tra l’angolo di W., la carica elettrica e e le cariche deboli dei bosoni. Questa relazione si ricava richiedendo che il fotone si accoppi a fermioni carichi levogiri o destrogiri, ma mai ai neutrini, al contrario di quanto avveniva per le interazioni deboli, come avevamo visto. Non volevo mettere formule in questa mia trattazione, ma la relazione finale, quella di unificazione, la devo per forza scrivere; essa è:

e = g sin w,

dove g è la carica debole e w è l’angolo di Weinberg.
Alcuni commenti.
Commento 1. L’angolo w viene misurato in diversi modi, ad esempio con l’interazione neutrino-elettrone oppure dal rapporto tra le masse dei W^(+-) e dello Z⁰. Sperimentalmente si trova che (sin w)² = 0.25 = ¼. Non è affatto difficile vedere che elevando al quadrato la relazione precedente e risolvendo rispetto a g², si trova che g² = \alpha_W = 4 e²= 4 \alpha, dove \alpha_W è la costante e di accoppiamento debole e \alpha quella elettromagnetica. Il loro rapporto è dunque quattro.

Commento 2. E’ bene osservare la seguente cosa: nella vita di tutti i giorni, ovvero a basse energie e temperature, le interazioni elettromagnetiche sono ben distinte da quelle deboli. Esse però diventano a tutti gli effetti una sola interazione, quella elettrodebole, alle alte energie. Quando dico alte energie intendo 100 miliardi di elettronvolt, che corrisponderebbe ad una temperatura di circa un milione di miliardi di gradi. Un po’ caldino, non trovate? Tuttavia durante le prime fasi di vita dell’Universo si è andati anche molto più in là, superando i dieci miliardi di miliardi di miliardi di elettronvolt (10¹⁹ di gigaelettronvolt), corrispondenti ad una temperatura di dieci miliardi di miliardi di miliardi di miliardi di gradi (10²⁸ gradi), in un tempo compreso in dieci miliardesimi di miliardesimi di miliardesimi di miliardesimi di miliardesimi di secondo (10^-37 secondi). Fate voi.

The End

I pretesti di Dee - IV

Mentre da Ema e nei commenti del post precedente si infervora una discussione sull'effetto Doppler, io ho deciso di concludere quella storia sulle interazioni elettrodeboli, così non se ne parla più. Dunque, eravamo rimasti con le definizioni di processi deboli da correnti cariche e neutre. Avevo detto che quelli da correnti cariche violano massimamente la parità. Vediamo un attimo cosa intendiamo con questa affermazione. La mattina, quando andate in bagno, per controllare se siete ben pettinati vi guardate allo specchio. L'immagine riflessa dallo specchio è (quasi) uguale a voi, quindi questo significa che voi, miei cari amici non-fisici, siete invarianti rispetto a riflessione speculare. Anche in fisica le cose funzionano così: le leggi della meccanica classica non cambiano di sostanza se viene effettuata questa riflessione speculare. Per farla è sufficiente sostituire nelle equazioni una variabile che sia l'opposta di quella originaria, ovvero si "cambia il segno" della variabile. Questa operazione di simmetria va sotto il nome di parità e si indica con (che fantasia, direte voi). Naturalmente esistono anche altri tipi di simmetrie come quella per inversione temporale T e la coniugazione di carica C. La simmetria T è in sostanza come la P: si sostituisce, al posto della variabile temporale t, il suo opposto, -t. In pratica, se una legge descrive il moto con velocità uniforme in una data direzione, essa descrive il moto nella stessa direzione ma all'indietro (nel tempo). So che è un concetto abbastanza delicato, e per questo non insisterò. Quello però di cui voglio occuparmi è dell'altra simmetria, la C. L'operazione di C-simmetria consiste nel trasformare una particella nella sua corrispondente antiparticella, ovvero di invertire i suoi numeri quantici. Ci sarebbero da dire molte cose sui numeri quantici delle particelle e l'effetto che C ha su di loro, ma per il momento basta sapere che l'effetto netto è quello di trasformazione: particella --> antiparticella.

Per quanto ho detto, appare a mio avviso abbastanza chiaro il significato della frase di cui sopra: i processi deboli da corrente carica non sono invarianti per riflessione speculare. Questo significa che se un’interazione debole avviene in una determinata direzione, nella direzione opposta avverrà una interazione diversa, non uguale alla prima. Questo è anche visibile abbastanza chiaramente da questa considerazione. In fisica teorica è usuale servirsi di complicate formule matematiche che siano il più compatte possibile ma che allo stesso tempo descrivano quante più cose possibile. A questo proposito un matematico italiano di qualche secolo fa ha inventato un metodo con il quale, da una apparentemente semplice relazione, si possono ricavare importanti informazioni quali ad esempio le leggi del moto e, per quanto riguarda i nostri scopi, le leggi che governano un’interazione. Tale mirabile formula è l’equazione di Lagrange: i più pignoli mi diranno che in realtà dovevo scrivere equazioni di Lagrange. E’ vero, hanno ragione loro: la formula matematica è una sola ma sta a rappresentare tante equazioni quanti sono i parametri in gioco, essendo tali parametri le coordinate lagrangiane. Ma non addentriamoci in questo. La cosa importante è che esiste una funzione, detta con molta fantasia Lagrangiana del sistema, che incorpora tutte le forme di energia che competono a quel sistema. In poche parole, nella Lagrangiana è contenuto tutto quello che a uno può interessare di quel particolare processo. Anche nel caso delle interazioni tra le particelle c’è la Lagrangiana di interazione, e quella che riguarda i processi deboli è particolarmente interessante. Lasciando stare il come venga fuori la roba che sto per dirvi, perché penso che lo sappiano soltanto un paio di persone al mondo e una di queste è sicuramente Weinberg, vi dico che questa Lagrangiana contiene la somma di due contributi che vanno applicati alla funzione d’onda opportuna (vi ricordate la storia della funzione d’onda?). Il primo pezzo rappresenta uno stato con parità positiva, o meglio, con chiralità positiva (in sostanza la chiralità è la proiezione dello spin sulla direzione del moto. A dire il vero questa è l’elicità, ma siccome le due solo legate da complesse relazioni e l’effetto è lo stesso, parlerò soltanto di chiralità. Chiralità positiva significa che la particella è destrogira, come ad esempio lo è una vite; chiralità negativa significa che la particella è levogira, in pratica una vite che gira al contrario) e viene applicato alla funzione d’onda delle antiparticelle (o, se volete, all’antifunzione d’onda delle particelle). Il secondo pezzo ha chiralità negativa e viene applicato alla funzione d’onda delle particelle. Quando dunque si vanno a fare i calcoli con questa Lagrangiana si trova una cosa assai strana (che, casualmente, fa rima): i bosoni W si accoppiano solamente a leptoni levogiri e ad antileptoni destrogiri. Questo effetto è particolarmente importante per i neutrini: non si trovano in natura neutrini destrogiri, e questo è indice del fatto che l’interazione debole ha delle preferenze. Bene, dopo avervi illuminati con queste considerazioni che, mi rendo conto, sono un po’ ostili da digerire, passiamo finalmente all’unificazione delle due interazioni, e qui viene il bello. Ma lo vedremo la prossima volta, ovvero domani.

I pretesti di Deezzle III

Riprendiamo il discorso che avevamo iniziato alcuni migliaia di post fa sulle interazioni fondamentali. Eravamo arrivati alla descrizione di quella elettromagnetica e mi pare di avervi detto che essa viene mediata dal fotone. Ebbene, dal momento in cui questo concetto si rivelerà molto importante per la descrizione della teoria elettrodebole, è bene che vi spiego cosa si intende con questo termine. Prendete, ad esempio, due elettroni e fateli scontrare frontalmente. Se l’energia dei due elettroni non è eccessivamente elevata, dopo l’urto (che sarà di tipo elastico, ovvero i due elettroni “rimbalzano” e poi si separano) avremo ancora due elettroni le cui direzioni saranno diverse a seconda delle direzioni che avevano prima dell’urto. E fin qui niente di scandaloso, spero. Bene. Ora vi dico che possiamo vedere questo urto in due modi: il primo, e forse il più intuitivo, è quello appena menzionato: consideriamo un’interazione puntiforme, ovvero assumiamo che lo scontro tra le due particelle avvenga in un punto. Questo è il modo di vedere le cose di Enrico Fermi: quando i due elettroni si urtano la costante di accoppiamento che determina la “forza” dell’interazione vale \alpha. L’altro metodo è un poco meno intuitivo ma è molto più comodo quando si vanno a fare i calcoli. Essenzialmente questo metodo consiste nel considerare l’urto non come puntiforme ma come uno scambio di energia. Mi spiego meglio. Ciascun elettrone porta con sé una determinata quantità di energia (ad esempio la somma di quella cinetica e a riposo). L’urto, in pratica, è un trasferimento di energia tra i due elettroni, uno scambio insomma. Questo scambio adesso non avviene più direttamente tra i due elettroni (come nella visione di Fermi) ma si assume che l’energia scambiata venga trasportata da un fotone virtuale: in pratica, quando l’elettrone 1 interagisce con il 2, emette un fotone, che ha l’energia dell’elettrone 1, che viene assorbito dall’elettrone 2. La parola “virtuale” sta a significare proprio questo: il fotone non esiste davvero, ma è come se ci fosse. Questa visione delle cose implica che avvengano non una ma due interazioni: l’emissione del fotone virtuale e il suo assorbimento. In questo caso ad ogni interazione è associata la radice quadrata della costante \alpha. Questa assegnazione prende il nome di ampiezza di probabilità e, come tutte le probabilità, va moltiplicata per le ampiezze relative a tutte le altre interazioni. Con due interazioni otteniamo di nuovo la costante \alpha. Tal modo di vedere le interazioni come scambio di fotoni (o in genere di altre particelle) venne ideata dal grande Richard P. Feynman. Si capisce quindi che questa nuova ottica semplifica di molto i calcoli: basta tracciare un diagramma dell’urto (detti diagrammi di Feynman) e moltiplicare tra di loro i vari termini corrispondenti a ciascun vertice. La ampiezza di probabilità totale è il prodotto delle ampiezze di ciascuna interazione. Tutto ciò non è altro che la teoria quantistica dei campi: ad ogni particella è associato un campo e le interazioni del campo di questa particella con gli altri campi delle altre particelle avvengono mediante lo scambio dei quanti del campo. Ogni forza fondamentale ha un suo (o dei suoi) quanti: essi trasmettono l’informazione portata dalla particella corrispondente e la trasferiscono alle altre. E’ chiaro che le cose sono tremendamente più complesse di così, ma per ora ci basta (vi basta) sapere queste nozioni base per il proseguo della nostra trattazione.
Riassumendo, dunque, i fotoni sono i quanti di scambio dell’interazione elettromagnetica. Essi sono bosoni e non hanno carica elettrica.
Prendiamo adesso un neutrone: è noto fin dai tempi più antichi che questa particella ha una vita media di circa un quarto d’ora. Dopo questo mirabile intervallo di tempo essa decade in un protone, un elettrone e un antineutrino dell’elettrone. Forse vi avevo detto che i protoni e i neutroni sono composti da quark. Se non ve l’avevo detto, adesso lo sapete. Più precisamente il neutrone è formato da un quark di tipo u e due di tipo d. Il protone invece è costituito da due quark u e da un d. Risulta evidente, quindi, che nel decadimento sopraccitato (detto convenzionalmente decadimento beta) avviene la trasformazione di un quark d in uno u, con l’emissione aggiuntiva di due leptoni (così si chiamano gli elettroni e i suoi neutrini). Tale decadimento avviene in seguito ad una interazione di tipo debole: il quark d emette un bosone W^- (il quanto, che assieme al compagno W⁺ e al Z⁰ media le interazioni deboli) e si trasforma in un quark u. Il bosone W^- a sua volta decade in un elettrone e in antineutrino. Adesso sappiamo un’altra cosa: le interazione deboli vengono mediate da tre bosoni (massivi) che sono i due carichi W^- e W⁺ e quello neutro, il Z⁰ . Processi che coinvolgono i bosoni W^(+-) si chiamano processi deboli da corrente carica, e quelli che coinvolgono lo Z⁰ sono i processi deboli da corrente neutra. Vi dico, e poi mi fermo, che i processi deboli da correnti carica violano massimamente la parità, ossia non sono invarianti per riflessione speculare. Beh, mi pare di avervi dato molte nozioni in questo post, per cui concludo qui. Rimando al prossimo la spiegazione del concetto di violazione della parità e dell’unificazione elettrodebole.
Adesso mi metto a studiare seriamente, nonostante sia una domenica di sole.

I pretesti di Deenee - II

«Anyone who is not shocked by quantum theory

has not understood a single word.»

Niels Bohr

Continuiamo il discorso che abbiamo intavolato ieri sera sulle interazioni fondamentali. In questo post, cari amici non-fisici, cercherò di illustrarvi le caratteristiche delle interazioni elettromagnetiche, deboli e forti. Sicuramente non ci riuscirò, ma ovviamente ci provo.
Partiamo da quelle elettromagnetiche. Abbiamo visto che la luce è trasportata da particelle dette fotoni: questi fotoni hanno delle proprietà abbastanza strane. Diciamo che sono strane rispetto alla vita quotidiana: in quanto segue voi penserete che io sia diventato matto, ma non è così. Quindi dovete fidarvi e assumere per buono quello che vi racconterò. Ebbene, la prima di queste proprietà è che il fotone ha massa nulla. Ma come?, direte voi. Certo, vi rispondo, il fotone ha massa nulla. Piuttosto lo si può vedere, ed è in effetti il modo usuale con cui viene rappresentato in certi diagrammi, come un'onda, caratterizzata da una certa frequenza (o lunghezza d'onda, se preferite). Moltiplicare la frequenza per una opportuna costante è formidabile in quanto si ottiene proprio l'energia del fotone. Inoltre, avrete sicuramente sentito da qualche parte la famosa formula relativistica E = mc²: essa permette di convertire l'energia in massa e viceversa. Questo è perfetto ai nostri scopi: tale formula si applica nel caso di particelle relativistiche e siccome il fotone è per definizione relativistico (la sua velocità è proprio c) posso applicare la relazione di Einstein e trovo una massa, espressa in [energia]/c². Ecco spiegato il mistero, per cui riassumendo possiamo dire che fotoni di alta frequenza (e quindi alta energia) possiedono una grande massa, mentre fotoni di piccola frequenza hanno masse piccole. Ovviamente ci sono altre proprietà del fotone, molte altre, e tutte le sue interazioni con la materia e con gli altri fotoni sono descritte magistralmente dalla teoria dell'elettrodinamica quantistica (QED). Per il momento lasciamo da parte questa teoria, e passiamo alla descrizione delle altre due forze, escludendo nautralmente la gravitazione.
Nei libri di scuola ci hanno insegnato che le particelle elementari sono tre: l'elettrone, il protone e il neutrone. Ma, mentre l'elettrone è davvero elementare, il protone e il neutrone non lo sono affatto. Si è scoperto infatti che questi due individui sono in realtà composti da altre particelle, i cosiddetti quark. Queste sono le vere particelle elementari. Ebbene, lasciando da parte l'analogia con il nome del programma di Piero Angela, questi affari possiedono delle proprietà ancora più strane del fotone. E quando dico strane, non lo dico tanto per dire. Alcuni di questi quark infatti si chiamano davvero strani, mentre altri sono pieni di charm. Sono questi i nomi che quei burloni dei fisici hanno voluto dare a queste particelle. Assieme a quelli testè menzionati ci sono anche i quark up, down, bottom e top. Li ho messi volutamente in quest'ordine, in quanto l'energia del quark up è più piccola (di molto) di quella del top. L'altra stranezza è che questi affari, pur essendo privi di colore, sono colorati. Certo, vi ho presi in giro: il colore dei quark non è quello che intendiamo noi, ma è piuttosto un nuovo numero quantico che deve essere introdotto per conservare l'asimmetria della funzione d'onda. Probabilmente, voi amici non-fisici, non avrete capito l'ultima frase. Poiché è un concetto importante mi soffermo un attimo e ve la spiego. In meccanica quantistica, la meccanica dei quanti, ogni particella è descritta mediante la sua funzione d'onda. Ricordate cosa vi ho detto per il fotone? Ho detto che esso è una particella caratterizzata da una certa frequenza. Quindi è possibile interpretare il fotone come un'onda - e certe volte risulta molto comodo assumere che la luce sia proprio un'onda. Il comportamento di quest'onda viene descritto matematicamente da una funzione, detta per l'appunto funzione d'onda. Ad esempio, se prendiamo questa funzione, ne isoliamo il segno e la moltiplichiamo per la sua complessa coniugata (solitamente queste funzioni d'onda contegono una parte che dipende dai numeri complessi. Essenzialmente fare il complesso coniugato significa cambiare di segno la parte immaginaria del numero complesso) otteniamo la probabilità che la particella considerata si trovi in un determinato punto dello spazio in un detereminato istante di tempo. Spero che fin qui non ci siano problemi. Ebbene, adesso vi dico che questa funzione d'onda deve descrivere particelle che non vìolino un principio, detto di esclusione, in base al quale non ci possono stare più di due particelle aventi la stessa energia. Non è proprio così, ma per adesso basta questo. Tradotto in parole povere, se ho uno stato con una determinata energia, posso farci stare al massimo due elettroni: uno che ruota in un senso e uno nell'altro. Anche per i quark vale questa cosa: solo due con un'energia. Voi direte: ok, caro Deezzle, allora anche il fotone deve rispettare questa regola, no? Ebbene no: il fotone è furbo e se ne sbatte altamente delle regole. Lui è la luce, e nessuno può metterla in gabbia (tranne i buchi neri, ma per una descrizione più dettagliata vi invito a a leggere qui). Detto questo, scopriamo un'altra importante proprietà delle particelle: ci sono quelle che devono rispettare il principio di esclusione (talvolta chiamato principio di Pauli) e quelle che se ne fregano se rimangono escluse. Le prime le possiamo trovare nelle mani di Enrico Fermi e per questo si chiamano fermioni, mentre le seconde le troviamo in compagnia di Bose e di Einstein e si chiamano pertanto bosoni. Gli elettroni e i quark - e quindi i protoni e neutroni -, così come i neutrini, sono fermioni, mentre i fotoni, e altre particelle che vedremo in seguito, sono bosoni.

Per ora mi fermo qui. Spero di non avervi annoiato con queste chiacchere, ma credetemi: il mondo quantistico è terribilmente strano e a volte divertente pure. La prossima volta vedremo come stanno legati i quark nei nuclei atomici e scopriremo altre cose che ci faranno venire la pelle d'oca.

Un pretesto

«I think I can safely say that

no one understands quantum mechanics.»

Richard P. Feynman

Informo tutti quanti che i giorni 23 e 24 maggio 2007 a Padova ci sarà il premio Nobel per la fisica Steven Weinberg. Qui potete trovare alcune informazioni utili. Tuttavia molti lettori che non sono del mestiere si staranno chiedendo chi diavolo sia questo qui. Quindi, magari, andranno a leggersi una sua biografia da qualche parte e scopriranno che questo personaggio, assieme ad altri due suoi colleghi, una trentina di anni fa ha vinto il premio Nobel per la fisica. In questa biografia ci sarà anche scritto il motivo della premiazione, ovvero la monumentale opera di unificazione delle interazioni elettromagnetiche con quelle deboli in un'unica teoria, la teoria delle interazioni elettrodeboli. Ebbene, cari amici non-fisici, probabilmente vi state chiedendo cosa sia tale teoria e quale significato abbia. Se avete queste domande, allora questo post è fatto apposta per voi. Se invece sapete già tutto o non ve ne importa niente, allora potete anche leggere direttamente il post successivo, che devo ancora scrivere. Quindi ecco quello che farò: siccome è da circa due settimane che sto scrivendo una tesina proprio su questi argomenti, è un tema che sento particolarmente vicino e voi, cari amici non-fisici, dovete assolutamente sapere di cosa si tratta, così capirete, almeno in parte, come funzionano le cose. Dal momento che sono argomenti abbbastanza complessi da trattare senza una corretta impostazione matematica, cercherò di essere il più chiaro possibile e tenterò, dove possibile, di rendere l'argomento più divertente e facile. State con me, cari amici non-fisici, cercate di seguirmi: non vi chiedo tanto, solo un ragionamento dopo l'altro. Un'altra cosa: per illustrarvi sommariamente la teoria elettrodebole è essenzialmente necessaria, oltre ad una buona preparazione matematica, una buona conoscenza della fisica classica e di quella quantistica, in special modo della teoria quantistica dei campi (d'ora in poi QFT). Queste branchie della fisica, soprattutto l'ultima, sono tra le più difficili ed intricate e purtroppo nemmeno noi astronomi/astrofisici (da qui in poi AeA) le sappiamo bene. L'idea che sta alla base della QFT è però abbastanza semplice, come vedremo. Quindi nella descrizione che segue vi darò, quando servono, le nozioni necessarie per la comprensione dei fenomeni. Detto questo, passo subito al succo del discorso.

Quando il cielo è limpido, nelle sere d'estate, come del resto in quelle delle altre tre stagioni, lo spettacolo del tramonto è la cosa più romantica che esiste: mentre il sole sparisce all'orizzonte, il cielo si dipinge di arancio, di rosso, di magenta, di viola, di blu e infine di nero e spuntano le prime stelle. Questa situazione è particolarmente adatta all'accoppiamento del maschio e della femmina e fornisce spunto di molte poesie. Tuttavia noi AeA, come pure i fisici credo, siamo abituati a cercare una spigazione dei fenomeni che ci si parano davanti facendo cospicuo uso delle leggi delle fisica in nostro possesso. Ebbene, tra tutti i fenomeni, anche il tramonto. Dovete sapere che qualcuno (o meglio, lui e lui) una volta mi ha detto che "al tramonto sono presenti tutte e quattro le forze fondamentali". Questo naturalmente è vero anche di giorno, ma detto così è un formidabile contrasto tra il romanticismo del tramonto e la fisica che ci sta dietro. Beh, vediamo quali sono queste forze che "agiscono" al tramonto.
Iniziamo con quella più evidente, ovvero quella che regola il movimento del Sole al di sotto dell'orizzonte terrestre. Tutti sappiamo, ma è sempre bene ricordarlo che non si sa mai, che si tratta della gravità.

L'altra forza fondamentale, anche questa alquanto evidente, è la responsabile dei magnifici colori del cielo, ovvero la luce. Certo, la luce non è una forza, ma i "portatori di luce" sono coloro che la mediano e tale forza è quella elettromagnetica.

Ce ne sono poi altre due, meno evidenti perché non si manifestano macroscopicamente e sono l'interazione forte e quella debole. Questi due tipi di interazioni si manifestano a livello subatomico: la prima è la responsabile della nostra esistenza, ovvero è la forza che tiene assieme i protoni e neutroni nel nucleo degli atomi, mentre la seconda, quella debole, è la responsabile della scarsissima interazione dei neutrini con la materia, oltre che del decadimento del neutrone e altri fenomeni fisici di particolare interesse (per i fisici).

A prima vista, dunque, sembra che queste quattro interazioni siano sconnesse tra di loro: mentre la gravità e l'elettromagnetismo si manifestano macroscopicamente e sappiamo, almeno in parte, le conseguenze che esse provocano, dall'altra parte abbiamo altre due interazioni che, senza l'aiuto degli acceleratori di particelle e ad altri astrusi macchinari, non sapevamo nemmeno esistessero. Ebbene, vi anticipo che, a parte la gravitazione, le altre tre interazioni fondamentali si possono descrivere usando un formalismo comune, la QFT, e che in particolare la forza elettromagnetica e quella debole sono in realtà due aspetti diversi della stessa entità, l'interazione elettrodebole.

Siccome sono stanco e domani devo alzarmi presto, concludo qui il post odierno e rimando il tutto al prossimo. Spero comunque di avervi invogliati, cari amici non-fisici, a volerne sapere di più e quindi a voler leggere (con molta attenzione) il prossimo post che non ho ancora scritto.