In fisica una particella è il piú piccolo componente della materia. Le particelle si suddividono in elementari e non-elementari: le prime, descritte dal modello standard, sono considerate indivisibili, le seconde sono aggregati delle prime.

Un'altra classificazione avviene a partire dallo spin, che permette di distinguere due classi di particelle:

Bosoni, con spin intero Fermioni, con spin semi-intero

I fermioni obbediscono al principio di esclusione di Pauli (due fermioni identici non possono occupare simultaneamente lo stesso stato quantico) e seguono la statistica di Fermi-Dirac. I bosoni invece sono liberi di affollare lo stesso stato quantico e seguono la statistica di Bose-Einstein.

Anche quando dotate di massa, le particelle elementari sono spesso studiate e modellizzate come oggetti puntiformi. Determinate particelle compongono gli atomi, che caratterizzano gli elementi, che possono a loro volta unirsi a formare le molecole.

Particelle elementari

Fermioni, divisi in due classi più le rispettive antiparticelle. Leptoni, soggetti all'interazione debole ed elettromagnetica (se la carica è diversa da 0), suddivisi in tre famiglie, ad ognuna delle quali è associato un particolare neutrino: {| class="wikitable" ! Nome ! Carica elettrica ! Massa (GeV/c2) |- align="center" |Elettrone (e−, β−) |–1 |0,000511 |- align="center" |Neutrino elettronico (νe) |0 |< |- align="center" |Muone (μ) |–1 |0,1056 |- align="center" |Neutrino muonico (νμ) |0 |< |- align="center" |Tauone (τ) |–1 |1,777 |- align="center" |Neutrino tauonico (ντ) |0 |< 0,0155 |} Quark, soggetti all'interazione forte e all'interazione elettrodebole: {| class="wikitable"

! Nome ! Carica ! Massa stimata (MeV/c2)

| Quark up (u) || align="right" | +2/3 | align="right" | da 1,7 a 3,3

| Quark down (d) || align="right" | -1/3 | align="right" | da 4,1 a 5,8

| Quark strange / Sideways (s) || align="right" | -1/3 | align="right" | da 80 a 130

| Quark charm / Centre (c) || align="right" | +2/3 | align="right" | da 1.160 a 1.340

| Quark bottom / Beauty (b) || align="right" | -1/3 | align="right" | da 4.150 a 4.220 (schema ) da 4.620 a 4.680 (schema 1S)

| Quark top / Truth (t) || align="right" | +2/3 | align="right" | 171.770 ± 380 |} Antileptoni (Stessa suddivisione dei leptoni) Antiquark (Stessa suddivisione dei quark) Bosoni, mediatori delle interazioni fondamentali: {| class="wikitable" style="align: center; text-align: center;" |- ! Nome !! Simbolo !! Antiparticella !! Carica !! Spin !! Massa (GeV/c2) !! Interazioni !! Forza mediata |- |Fotone || γ || se stesso || 0 || 1 || 0 || nucleare debole, elettromagnetica, gravitazionale || forza elettromagnetica |- |Bosone W || W+ / W- || W- / W+ || ±1 || 1 || 80,4 || nucleare debole, elettromagnetica, gravitazionale || forza nucleare debole |- |Bosone Z || Z0 || se stesso || 0 || 1 || 91,2 || nucleare debole, gravitazionale || forza nucleare debole |- |Gluone || g || se stesso || 0 || 1 || 0 || nucleare forte, gravitazionale || forza nucleare forte |- |Bosone di Higgs || H0 || se stesso? || 0 || 0 || ~125,5|| elettrodebole, gravitazionale || - |- |Particella ipotetica Gravitone || G || se stesso? || 0 || 2 || 0 || gravitazionale || forza gravitazionale

Particelle non elementari Le particelle non elementari che compongono tutta la materia nota in natura sono:

Adroni, particelle soggette all'interazione forte che si ritiene siano composte di quark, antiquark e gluoni. Ne esistono di due tipi:Nell'elenco che segue vengono indicati solo i quark di valenza, che nella teoria del modello standard caratterizzano lo stato fondamentale di un barione. Ad esempio, in base all'energia totale posseduta da un barione, questa si può manifestare con la presenza, nella sua struttura interne, di coppie di quark-antiquark della stessa famiglia e anche di gluoni. Tutto questo però non altera le caratteristiche del barione quale ad esempio carica elettrica o numero barionico o carica di colore. Barioni, sono fermioni (spin semi-intero). Appartengono a questa categoria: Nucleoni, barioni costituenti la materia ordinaria, composti da tre quark, appartenenti alla prima generazione: Protone, composto da due quark up e un quark down. Neutrone, composto da due quark down e un quark up. Iperoni, tutte le altre combinazioni di tre quark o tre antiquark. Barioni esotici, numero barionico ±1 ma composti da più di tre quark/antiquark. Pentaquark, composti da cinque quark. Mesoni, bosoni (spin intero) composti da un quark e da un antiquark avente carica di colore opposta. Appartengono a questa categoria: Mesoni pseudoscalari, caratterizzati da spin 0 e parità - (JP=0−). Mesoni vettori, caratterizzati da spin 1 e parità - (JP=1−). Tetraquark, mesoni esotici composti da quattro quark.

Note

Bibliografia G. t'Hooft. In Search of the Ultimate Building Blocks. Cambridge University Press, 2001. ISBN 978-0521578837 W. Noel Cottingham e Derek A. Greenwood. An Introduction to the Standard Model of Particle Physics. Londra, Cambridge University Press, 1999. ISBN 978-0521588324 F. Mandl e G. Shaw. Quantum Field Theory. ISBN 0471941867 Y. Hayato et al.. Search for Proton Decay through p → νK+ in a Large Water Cherenkov Detector. Physical Review Letters 83, 1529 (1999). R. Oerter. La teoria del quasi tutto. Il Modello Standard, il trionfo non celebrato della fisica moderna. 2006 C. Amsler, et al.. Review of Particle Physics.

Voci correlate Fisica delle particelle Particella elementare Costanti di accoppiamento Modello standard

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