213. Bellezza e Verità, Su e Giù, Incanto e Strano

Three quarks for Muster Mark!

Sure he has not got much of a bark

And sure any he has it's all beside the mark.

James Joyce, Finnegans Wake

 

Avete 2 sacchetti di palline: il primo sacchetto contiene palline di colore Scarlatto, il secondo di colore Giallo.

Ad ogni colore corrisponde un numero che viene stampato sulla pallina. Prendiamo ora 3 palline: 2 di un colore e 1 dell’altro.

Domanda, di che numero devono essere le varie palline per avere come somma:

1 se si prendono 2 palline Scarlatte e 1 Gialla,

0 se si prendono 2 palline Gialle e 1 Scarlatta?

La risposta si può ottenere risolvendo le 2 equazioni:

2S + G = 1       e        S + 2G = 0

se si prende 2 volte la prima equazione e si sottrae la seconda, si ottiene:

3S = 2    cioè    S = 2/3

sostituendo in una delle 2 equazioni il valore di S si ha G = -1/3.

Essendo un sistema di 2 equazioni in 2 incognite, questa è l’unica soluzione.

Una domanda simile se la devono essere posta anche alcuni fisici come Murray Gell-Mann, George Zweig e Yuval Ne'eman, alla fine degli anni ’50. Nel loro caso 1 e 0 erano rispettivamente la carica del Protone e quella del Neutrone.

Nel loro caso le palline vennero chiamate quark: rispettivamente Su (quelle con carica elettrica 2/3) e Giù (quelle con carica elettrica -1/3).

Ma non è finita qui. Prendendo 3 quark Su si ottiene una particella di carica 2; mentre, con 3 quark Giù, si ottiene una particella di carica -1. 

Queste particelle esistono:   Delta ⁺⁺  e   Delta ^–

 

I quark sono fermioni, chiamati così in onore di Enrico Fermi. Sono particelle, che seguono la statistica di Fermi-Dirac, dotate di spin semintero (1/2, 3/2, 5/2, ...). Sono raggruppati in 3 generazioni, ognuna composta da 2 leptoni e 2 quark (più le loro antiparticelle dette antiquark). In totale si originano in questo modo 6 tipi o “sapori” di quark: la prima generazione è composta dai quark up e down; la seconda include i quark charm e strange; della terza fanno parte i quark top e bottom (che inizialmente vennero chiamati true e beauty) . Ossia su, giù, incanto, strano, alto, basso.

In accordo con il modello standard della fisica delle particelle, il quark up ed il quark down sono i costituenti fondamentali dei nucleoni:

il Protone contiene 2 quark up e 1 quark down, mentre il Neutrone contiene 1 quark up e 2 quark down; è da notare che la maggior parte della massa nei nucleoni proviene dall'energia del campo gluonico che tiene insieme i quark, e non dalle masse dei quark stessi.


https://it.wikipedia.org/wiki/Particella_elementare