Bosone di gauge
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In fisica delle particelle, i bosoni di gauge sono particelle elementari che hanno il compito di trasportare le forze fondamentali della Natura.
In particolare, le particelle elementari, le cui interazioni sono descritte dalla teoria di gauge, esercitano forze su ogni altra particella mediante lo scambio di bosoni di gauge.
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[modifica] Le tre tipologie di bosone di Gauge
Nel modello standard ci sono tre tipi di bosoni di Gauge: i fotoni, i gluoni, e i bosoni-vettore. Questi tre bosoni, sono i responsabili delle tre forze principali, rispettivamente in ordine: Forza elettromagnetica, Forza nucleare forte, e Forza nucleare debole. I fotoni sono i bosoni di Gauge delle interazioni elettromagnetiche (forza elettromagnetica), i gluoni sono i bosoni delle interazioni forti (forza forte), e i bosoni deboli, o bosoni-vettore, sono i bosoni delle interazioni deboli (forza debole).
[modifica] La Teoria
In una teoria di gauge quantizzata, i bosoni di gauge sono quanti dei campi di gauge. Di conseguenza ci sono tanti bosoni di gauge quanti sono i generatori del gruppo di gauge.
Per esempio, gli 8 generatori di SU(3) corrispondono ad 8 differenti varietà di gluoni nella cromodinamica quantistica (QCD). I bosoni di gauge sono matematicamente descritti, per motivi tecnici quali invarianza di gauge, da equazioni di campo per particelle prive di massa. Ad un livello teorico semplice, comunque, tutti i bosoni di gauge devono essere privi di massa e le forze che essi descrivono devono essere a lungo raggio. La contraddizione tra questa teoria e l'evidenza sperimentale riguardante il corto raggio delle interazioni deboli richiedono ulteriori approfondimenti teorici ed al momento attuale è sconosciuto sotto il punto di vista del meccanismo di Higgs. Questo processo risulta anche nei bosoni di gauge massivi a partire da particelle fino ad ora senza massa. I fotoni ed i gluoni sono bosoni privi di massa mentre i bosoni W e Z della teoria elettrodebole possiedono massa.
Nel Modello Standard vi sono tre tipi di bosoni di gauge. Essi corrispondono alla forza elettromagnetica, all'interazione forte e all'interazione debole. I fotoni sono bosoni di gauge dell'interazione elettromagnetica, le interazioni deboli sono mediate dai bosoni deboli W e Z detti anche bosoni vettori e i trasportatori dell'interazione forte sono detti gluoni. A causa del confinamento, non possono esistere gluoni isolati, per lo meno alle basse energie e ciò che invece abbiamo sono glueballs (letteralmente palle di colla) massive.
I fotoni e i gluoni sono bosoni di Gauge senza massa, mentre i Bosoni W e Z della teoria elettrodebole hanno massa.
[modifica] Il Gravitone
Vi è un quarto tipo di bosone di gauge, il gravitone, ipotizzato come il trasportatore della forza di gravità. La sua esistenza è prevista in diversi modelli della gravitazione quantistica, ma ancora non ne esiste una evidenza sperimentale.
[modifica] Voci correlate
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| Fermioni: Quark | Leptone | |
| Quark: Up | Down | Strange | Charm | Bottom | Top | Tetraquark | Pentaquark | |
| Leptoni: Elettrone | Muone | Tauone | Neutrini | |
| Bosoni di Gauge: Fotoni | Bosoni W e Z | Gluone | |
| Non ancora osservati: Bosone di Higgs | Gravitone | |
