Page 287 - La Fisica nella Storia

Il Modello Standard

La relatività ristretta, assieme alla meccanica quantistica, stanno alla base del Modello
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Standard , mentre la relatività generale ci aiuta a spiegare sia le dinamiche della nostra
galassia che dell’intero Universo.

Negli ultimi decenni del XX secolo la fisica poteva
vantare straordinari successi:

- La relatività generale sembrava cogliere
molto bene la struttura dell’Universo a grandi
scale.

- All’altro capo della scala di grandezza, il
mondo microscopico era descritto nei minimi
particolari e in straordinario accordo con i dati

sperimentali dalla meccanica quantistica, nella sua
più moderna incarnazione della teoria quantistica
di campo.

Purtroppo queste due teorie erano in netto
contrasto tra loro e partivano da presupposti
mutualmente contraddittori.

La relatività generale è deterministica e le sue equazioni non lasciano spazio alla casualità,
mentre la meccanica quantistica è intrinsecamente non deterministica, come mostrato dal
principio di indeterminazione di Heisenberg, e molti eventi nel mondo microscopico accadono
in forma casuale.

Nel mondo microscopico, c’era però ancora qualcosa che doveva essere spiegato sulle particelle
elementari, e più precisamente non si conosceva il motivo per il quale erano dotate di massa e
neanche il perché questa assumesse proprio determinati valori.

Molti fisici pensano che le spiegazioni si sarebbero potute ricavare quando la scienza fosse
riuscita a scoprire una teoria unificatrice (teoria del tutto) che si accordi con la relatività generale
per le grandi scale e con la meccanica quantistica per quelle piccole.

D’altronde la storia della scienza ci insegna che in passato sono avvenute altre importanti
unificazioni, come ad esempio quella tra elettricità e magnetismo: due forze della natura

153 Mettendo insieme tutte le particelle elementari note e le tre interazioni conosciute, arriviamo alla definizione del Modello Standard
delle particelle elementari. Qui troviamo 18 tipologie di particelle, divise fra sei tipi di quark diversi e sei leptoni, fra cui l’elettrone e i
tre tipi di neutrini diversi, senza contare poi i mediatori delle tre interazioni: il fotone, i bosoni intermediari pesanti per l’interazione
+
0
–
debole (W , W e Z ) e i gluoni, a cui si aggiunge il più famoso bosone di Higgs, che gioca un ruolo fondamentale nella teoria, in quanto
permea l’intero Universo, conferendo massa alle particelle elementari.
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