Interazioni fondamentali: differenze tra le versioni
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In [[fisica]] le '''interazioni fondamentali'''
Sono state individuate quattro forze o interazioni fondamentali: l'[[interazione gravitazionale]], l'[[interazione elettromagnetica]], l'[[interazione nucleare debole]] e l'[[interazione nucleare forte]]. Per energie dell'ordine dei 100 [[Elettronvolt|GeV]] la forza elettromagnetica e la forza debole si presentano come unificate nell'[[interazione elettrodebole]].
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== Caratteristiche di base ==
Il raggio d'azione e l'intensità di una forza sono le due più importanti caratteristiche delle interazioni fondamentali. L'intensità fornisce una misura dei rapporti di forza tra le interazioni di diversa natura. Semplificando, il raggio d'azione può essere pensato come la distanza massima alla quale un'interazione è influente. Ad esempio l'interazione gravitazionale ha un raggio d'azione infinito; per questo motivo il [[Sole]] esercita la sua forza anche su corpi lontanissimi come [[Plutone (astronomia)|Plutone]].
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===Interazione gravitazionale===
L'interazione gravitazionale determina la forza gravità sulla Terra e l'attrazione dei pianeti, fenomeni descritti in buona approssimazione dalla [[legge di gravitazione universale]], e anche la geometria dello spazio e del tempo dell'universo in base alla [[relatività generale]].
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===Interazione nucleare forte===
L'interazione nucleare forte, dotata di una proprietrà definita [[carica di colore]], tiene uniti i [[quark (particella)|quark]], i costituenti elementari dei [[protone|protoni]] e dei [[neutrone|neutroni]], ed anche quest'ultimi all'interno del nucleo. È in termini assoluti la forza più intensa fra quelle finore conosciute, al punto che non è possibile a bassa energia isolare e separare un singolo quark da un protone. Tale [[Confinamento dei quark|confinamento]] della carica di colore consente quindi teoricamente interazioni a lungo raggio solo attraverso stati compositi di quark globalmente neutri. Essendo però questi stati tutti instabili, e decadendo in breve tempo, la forza nucleare forte agisce di fatto solo a corta distanza nei nuclei.
== Caratteristiche quantistiche ==
Secondo la [[teoria quantistica dei campi]], le particelle che costituiscono la materia interagiscono attraverso lo scambio di uno o più [[bosoni di gauge]], [[Particella elementare|particelle elementari]] mediatrici di [[Forza (fisica)|forza]] che costituiscono i [[quanto|quanti]] del rispettivo [[Campo (fisica)|campo]]. L'interazione fra due [[elettrone|elettroni]] avviene ad esempio attraverso l'emissione e l'assorbimento di [[fotone|fotoni]]. I [[Bosone (fisica)|bosoni]] di una [[teoria di gauge]] sono [[Bosone vettore|bosoni vettori]], ovvero hanno [[spin]] uguale a uno, eccetto il [[gravitone]], non ancora scoperto sperimentalmente, che dovrebbe avere spin uguale a due.
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== Unificazione delle forze ==
Nel [[1873]] [[James Clerk Maxwell|Maxwell]] scoprì che due forze della natura apparentemente diverse, la forza magnetica e la forza elettrica, sono in realtà manifestazioni della stessa interazione fondamentale. Le [[equazioni di Maxwell]] permisero di riunire in una formulazione matematica sintetica ed elegante le leggi dell'elettricità e del magnetismo allora note, principalmente la legge di induzione di [[Faraday]], il [[teorema di Gauss]] per il campo elettrico e la [[Legge di Ampère]], a cui Maxwell aggiunse un termine noto come [[corrente di spostamento]]. Tutte le equazioni prese assieme descrivono in maniera unitaria e completa tutti i fenomeni elettromagnetici, come ad esempio l'attrazione fra due calamite e la propagazione della luce nel cosmo.
Allo stesso modo nel XX secolo si è scoperto che l'interazione elettromagnetica e la [[forza nucleare debole]] sono due manifestazioni di un'unica interazione, l'[[interazione elettrodebole]], la cui [[Simmetria di gauge|simmetria]] è manifesta ad alte energie, ma è [[Rottura spontanea di simmetria|rotta]] a bassa energia dal [[meccanismo di Higgs]]. In questo modo sia i fenomeni elettromegnetici come la luce, che i decadimenti nucleari possono essere spiegati tramite l'azione di una sola forza.
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== Voci correlate ==
* [[Forza (fisica)]]
* [[Quinta forza]]
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== Collegamenti esterni ==
* http://scienzapertutti.lnf.infn.it
== Bibliografia ==
* Feynman, Richard P. (1967). ''The Character of Physical Law''. MIT Press. ISBN 0-262-56003-8
* Weinberg, S. (1993). ''The First Three Minutes: A Modern View of the Origin of the Universe''. Basic Books. ISBN 0-465-02437-8
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