MEMORANDUM
(versione italiana)

Webmaster ed Autore: Prof. Antonino Cucinotta
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ANTIPROTONE

Antiparticella del protone scoperta dal fisico italiano Emilio Segrè nel 1955 all'università di California (Berkeley), bombardando un bersaglio metallico con protoni da 6,2 Gev prodotti da un sincrotrone.
Ha una carica elettrica negativa uguale,in modulo ,a quella del protone ed una massa uguale a quella protonica.

ELETTRONE

Particella fondamentale scoperta nel 1897 dal fisico inglese Joseph John Thomson (premio Nobel per la Fisica 1906) attraverso esperimenti sulla scarica elettrica nei gas rarefatti.
Thomson,studiando gli effetti combinati di campi elettrici e magnetici sui raggi catodici, cioè sugli elettroni,riuscì a determinare il rapporto e/m tra la carica elettrica e e la massa m dell'elettrone.
La misura della carica elettrica (negativa) posseduta dall'elettrone,
( e = 1,6 x 10-19 C) fu effettuata nel 1909 dal fisico statunitense Millikan in una serie di delicatissime esperienze effettuate con microscopiche gocce d'olio elettrizzate con raggi X. L'elettrone è soggetto alle interazioni deboli ed elettromagnetiche.

FOTONE

Quanto (quantum) di energia elettromagnetica E=hf, dove h è la costante universale di Planck ed  f è la frequenza dell'onda elettromagnetica, introdotto nell'ambito della primitiva teoria dei quanta,da Albert Einstein per spiegare l'effetto fotoelettrico,che consiste nell'emissione di elettroni da parte di un metallo colpito dalla radiazione luminosa .
Nell'ambito dell'elettrodinamica quantistica (Dirac ,1928),che si basa sull'applicazione della teoria della relatività speciale alla meccanica quantistica, per descrivere il comportamento delle particelle cariche, la forza attrattiva o repulsiva tra due cariche elettriche è generata dallo scambio di un fotone, cioè di un pacchetto di energia elettromagnetica generato violando il principio di conservazione dell'energia, in quanto un sistema avente un'energia totale pari all'energia associata alla massa a riposo complessiva delle particelle, si trasforma in un sistema avente un'energia totale maggiore, tenendo conto della generazione di un fotone con energia E = hf.
Perciò il fotone deve essere un fotone virtuale, affinchè non sia rivelabile la violazione della legge di conservazione dell' energia . I fotoni associati alla radiazione luminosa (o X o g ), hanno massa a riposo nulla e si muovono alla velocità della luce,trasportando energia e quantità di moto.
Appartengono alla famiglia dei vettori di forza e sono dei bosoni,in quanto dotati di spin pari a 1.

MESONI

Particelle di massa maggiore di quella dell'elettrone, appartenenti alla famiglia degli adroni,in quanto sono soggetti sia all'interazione forte che a quella elettro-debole.
L'ipotesi dell'esistenza di una particella di massa intorno a 200 volte quella elettronica fu avanzata nel 1935 dal fisico giapponese Yukawa,per fornire una spiegazione dell'interazione forte tra due nucleoni (protone e neutrone) nei nuclei atomici.
Per analogia con l'interpretazione dell'interazione elettromagnetica tra due particelle cariche,fornita dalla teoria dell'elettrodinamica quantistica e basata sullo scambio di un fotone (quanto di energia elettromagnetica),Yukawa ipotizzò lo scambio di un mesone (p) tra due neutroni (mesone neutro) o tra un neutrone ed un protone (mesone carico), ammettendo una violazione del principio di conservazione della massa e dell'energia per un intervallo di tempo compatibile con il principio d'indeterminazione di Heisemberg.
Una delle formulazioni di detto principio equivale infatti ad affermare che ,quanto maggiore sia l'errore sperimentale DE associato alla misura dell'energia di una particella,tanto minore debba essere la durata Dt della misura,con legge di proporzionalità inversa : DE . Dt ~= h/(2p). Pertanto, essendo DE = mc2 l'energia relativistica associata alla massa m del mesone virtuale creato ed R = c .Dt il raggio d'azione stimato (range) delle forze nucleari (~ 2.10-13 cm),si ha: mc2 .(R/c) ~= h/(2p);    m ~= h/(2pRc) ~= 193 masse elettroniche.
Una particella con massa intorno a 200 volte la massa dell'elettrone fu scoperta nel 1938 da Anderson e Neddermeyer studiando gli sciami delle particelle secondarie prodotte dai raggi cosmici.
Erroneamente tale particella fu identificata con la particella di Yukawa fino al 1947,quando Powell ed Occhialini scoprirono il vero mesone p ,che fa parte della radiazione cosmica e decade producendo il "mesone" di Anderson e Neddermeyer ed un neutrino.
Dal 1947 si sa che il mesone p,che è soggetto all'interazione forte e determina le interazioni tra nucleoni, ha una massa pari a circa 270 masse elettroniche, ed è ben distinto,essendo un adrone, dal "mesone" scoperto nel 1938, il quale appartieneinvece alla famiglia dei leptoni,soggetti all'interazione elettrodebole.
Allo pseudomesone di Anderson è stato dato il nome di muone (m). Dopo il 1947 furono scoperti nella radiazione cosmica altri mesoni,sia carichi che neutri, i mesoni K, detti kaoni, con masse intorno a 960 masse elettroniche.
I kaoni ,poichè evidenziano delle anomalie connesse alle varie modalità di decadimento in particelle meno pesanti,vengono definiti kaoni strani,cioè dotati di una nuova categoria tipica del mondo delle particelle subnucleari: la stranezza.

NEUTRINO

Particella fondamentale la cui esistenza fu ipotizzata nel 1933 dal fisico svizzero Wolfgang Pauli per spiegare la variabilità dell'energia cinetica degli elettroni emessi dai nuclei soggetti al decadimento radioattivo di tipo b.
Pauli postulò l'esistenza di una particella priva sia di massa che di carica elettrica, che possa rendere conto del fatto che gli elettroni emessi sono caratterizzati da energie cinetiche comprese tra zero ed un valore massimo.
Ammettendo l'esistenza del neutrino si giustifica per il decadimento b la validità dei principi di conservazione dell'energia e della quantità di moto: infatti,se si postula che i neutrini vengano emessi con velocità opposte a quelle degli elettroni e con energie cinetiche tali che sommate a quelle degli elettroni diano una somma costante, si giustificano immediatamente le modalità osservate sperimentalmente per il decadimento b.
Essendo ritenuta nulla la massa dei neutrini, si deve ammettere che essi si muovano con la velocità della luce,come i fotoni.
Esistono tre tipi di neutrini con le rispettive antiparticelle,associati rispettivamente all'elettrone,al muone ed al leptone t.
I neutrini appartengono alla famiglia dei leptoni e sono soggetti alla sola interazione debole.

NEUTRONE

Particella scoperta dal fisico inglese Chadwick nel 1932,il quale fornì una nuova interpretazione degli esperimenti effettuati da Bothe e Becker (1930) e dai coniugi francesi Joliot - Curie (1932) bombardando bersagli di boro e di berillio con le particelle a (nuclei di elio) emesse dal radio.
Le prove teorico-sperimentali prodotte da Chadwick evidenziarono la presenza del neutrone nei nuclei atomici, che anteriormente al 1932 si riteneva fossero costituiti da protoni ed elettroni.
Il neutrone è privo di carica elettrica ed ha una massa circa uguale a quella del protone.
Appartiene alla famiglia degli adroni ed è soggetto pertanto sia alle interazioni forti che a quelle deboli ed elettromagnetiche.
Il neutrone ed il protone vengono entrambi definiti nucleoni, in quanto costituiscono i nuclei atomici.

POSITRONE (O POSITONE)

Antiparticella dell'elettrone (elettrone positivo),scoperta nel 1932 dal fisico statunitense Anderson e successivamente (1933) dai fisici Blackett (inglese) ed Occhialini.
La scoperta del positrone ,la prima antiparticella identificata sperimentalmente a seguito della formulazione della meccanica quantistica relativistica da parte del fisico inglese Dirac (1928), fu effettuata studiando con camere a nebbia (di Wilson), in presenza di un campo magnetico,le coppie elettrone-positrone (particella-antiparticella) generate in placchette bersaglio,di piombo, da fotoni gamma presenti nei raggi cosmici.
Furono osservate per la prima volta traiettorie circolari specularmente simmetriche (con opposti raggi di curvatura), descritte in un campo magnetico da coppie di particelle di uguale massa e carica elettrica opposta. Il positrone è soggetto alle interazioni deboli ed elettromagnetiche (interazioni elettrodeboli) e fa parte della prima famiglia dei leptoni.

PROTONE

Particella ritenuta elementare fino a trent'anni fa, quando si ottennero nei laboratori internazionali di fisica delle alte energie,europei e statunitensi, le prime conferme sperimentali della validità del modello teorico a quark proposto nel 1964 dal fisico statunitense Gell Mann.
Il protone ,che costituisce il nucleo dell'atomo di idrogeno,ha una carica elettrica positiva uguale,in modulo, a quelladell'elettrone, ed una massa circa 1840 volte maggiore di quella elettronica .
Il protone appartiene alla famiglia degli adroni ed è soggetto pertanto sia alle interazioni forti che a quelle deboli ed elettromagnetiche.

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