Massa e materia, sinonimi? Riflessioni di un ignorante

[restodelcarlino]

4. Il teatro delle particelle: il Modello Standard, ovvero chi fa cosa nel circo della realtà

Dopo secoli a domandarci “di cosa sono fatte le cose?”, la risposta non è più “di atomi”, né solo “di particelle”.
La risposta, adesso, è:
di campi quantistici che vibrano, interagiscono e, talvolta, si manifestano come particelle.
Nel cuore del Modello Standard della fisica, c’è questa idea elegantemente folle:
Ogni particella è un “quanta”, un pizzico localizzato di un campo che permea tutto l’universo. Per esempio, l’elettrone è solo una increspatura del campo degli elettroni, il fotone è una vibrazione del campo elettromagnetico, il gluone è un’ondina nei campi della forza forte.
E così via. È un universo di maree invisibili che fanno emergere piccoli schizzi puntiformi.
Che cos'é il "Modello Standard?
Il Modello Standard è una tabella di "famiglie" di particelle, affollatissima. Ne faccio un riassunto approssimativo(copiando, ovviamente), senza dilungarmi in dettagli e spiegazioni che sono ininfluenti per il tema. E che sono incapace di dare, in quanto ignorante, in particolare, lo spin che mi fa girar la testa al solo sentir nominare
I fermioni: la materia vera e propria
Sono le particelle con spin ½, ovvero quelle che non puoi mettere insieme nello stesso posto (grazie al principio di esclusione di Pauli, per chi ne sa).Sono divisi in:
Quark: up, down, charm, strange, top, bottom.
I primi due formano protoni e neutroni. Gli altri... nascono vivono e muoiono nelle collisioni ad alta energia.
Leptoni: l’elettrone, il muone, il tau, più i rispettivi neutrini.
Il neutrino, ad esempio, è una particella così discreta che può attraversare anni luce di piombo senza degnarsi di interagire.
I bosoni: i mediatori delle forze
Questi sono i " lavoratori", quelli fanno tutto : sono i responsabili delle interazioni fondamentali:
Fotone: porta l’elettromagnetismo.
Gluoni: tengono insieme i quark tramite la forza forte.
Bosoni W e Z: responsabili della forza debole, quella che permette, ad esempio, il decadimento radioattivo.
(E la gravità? Non c’è. Ne parlero' dopo)
E infine....come il 5° cavalleggeri:
Il bosone di Higgs: l’ultimo ad arrivare, quello che mette a posto tutto
Il campo di Higgs non media una forza, ma attribuisce massa.
Senza di lui, tutte le particelle fondamentali sarebbero senza peso (nel senso più tecnico possibile).
Come fa? In breve:
Il campo di Higgs permea tutto lo spazio. Le particelle, attraversandolo, interagiscono con esso. Più “si attaccano” al campo, più resistono al movimento, cioè… più massa hanno.
È un po’ come correre dentro una piscina piena di melassa: chi scivola via facilmente ha poca massa, chi si impantana ha molta massa.
Il bosone di Higgs è semplicemente la manifestazione quantistica di quel campo, rilevabile solo con acceleratori potentissimi.
Scoperto nel 2012, è stato l’ultimo tassello per completare il Modello Standard
....ma....
e la "gravità" ?

5. Gravità esclusa dal teatro: perché il Modello Standard è meraviglioso ma incompleto

Il Modello Standard considera/spiega tutte le "forze". O quasi. Ne manca una.
la Gravità. la curvatura dello spazio-tempo
La massa (o l’energia, ricordiamo: sono la stessa cosa sotto mentite spoglie) dice allo spazio come curvarsi e lo spazio curvo dice alla materia come muoversi.
Ma perché la Gravità non è inclusa nel Modello Standard?
Perché non si lascia quantizzare.
Per risolvere il problema, si tira in ballo, tra le ipotesi, la "Gravità quantistica a loop", triste oggetto di un'altra famigerata svanverata.
Il Modello Standard si basa su campi quantistici, ma la gravità sembra appartenere a un altro regno. Come se fosse un’anziana zia aristocratica che rifiuta di partecipare alle cene di famiglia con i cugini rumorosi: “Io non vibro con voi. Io piego lo spazio, cari.”
In teoria, se volessimo trattare la gravità come le altre forze, ci dovrebbe essere una particella mediatrice: il gravitone, a spin 2.
Mai osservato, mai misurato, forse mai esistito. O forse troppo timido per mostrarsi a noi con la tecnologia attuale. Come il bosone di Higgs, scoperto quando (quasi) ogni speranza era perduta.
Intanto, la gravità continua a funzionare benissimo su scala macroscopica, come nella Relatività Generale mentre il Modello Standard trionfa su scala microscopica.
Tiriamo avanti.
Dunque, "la roba che la urto me faccio male " é una sarabanda di campi, che danzano nel campo di Higgs. Il tutto, nel vuoto.