La struttura del protone

Particelle elementari

Il professor Zichichi, a pag.251 del suo libro "Scienza ed Emergenze Planetarie" afferma di aver scoperto sperimentalmente la struttura "tipo tempo" nel protone e di aver avuto con questa ricerca, in base ai dati sperimentali, la conferma che il protone non era una particella elementare ma complessa. La scoperta della struttura "tipo spazio" nel protone, invece, era stata già fatta in precedenza da R.Hofstadter. La mia domanda è questa : qual è il significato fisico di queste due strutture che coesistono nel protone? E di conseguenza quali sono le proprietà della materia che scaturiscono rispettivamente da queste due strutture? Per esempio la vita media cosi lunga del protone, quindi la stabilità

della materia, è collegabile alla struttura tipo tempo? È vero che nel nostro mondo, per la nostra esistenza deve prevalere la componente tempo su quelle spaziali?

Sempre parlando della struttura spazio-tempo, ci terrei molto ad approfondire l'argomento e a ricevere da voi l' indicazione di testi divulgativi di livello medio alto con quantità solo essenziale di formalismo matematico.

Ringrazio anticipatamente


Angelo Elefante
12 febbraio 2008
1) Le due strutture definiscono le possibilità che un protone ha di interagire con la radiazione elettromagnetica. Nel primo caso (struttura tipo spazio) l'interazione avviene con radiazione che trasporta più quantità di moto che energia. Nel secondo caso (struttura tipo tempo) con radiazione che trasporta più energia che quantità di moto. Entrambi i casi sono possibili solo in meccanica quantistica in virtù del principio di indeterminazione. Sono complementari perché misurano il comportamento del protone in condizioni sperimentali diverse: la struttura tipo spazio definisce il modo in cui avvengono gli urti fra un elettrone e un protone (scattering elettrone-protone); la struttura tipo tempo definisce il modo in cui una coppia protone-antiprotone può essere creata in un urto elettrone-positrone (o viceversa). Sono intimamente connesse (tecnicamente sono una la continuazione analitica dell'altra) perché entrambe hanno origine nelle distribuzioni di carica elettrica e di magnetizzazione all'interno del protone. Riflettono e permettono di verificare sperimentalmente il fatto che il protone non è una particella elementare ma è a sua volta composto da quark (e gluoni). A oggi non sono ancora capite fino in fondo, in particolare per via delle poche informazioni sperimentali sulla struttura tipo tempo.
 
2) Da un lato, il fatto che il protone possegga una struttura magnetica ed elettrica complesse ha una serie di conseguenze innumerevoli, sulle proprietà della materia. Dall'altro lato, questi effetti, in generale, sono causati, appunto, dalla natura composita del protone e dalle proprietà delle particelle che lo formano.

3) Infatti la vita media del protone e la stabilità della materia nucleare hanno origine nelle proprietà dei quark e gluoni che le compongono, e delle loro possibilità di interazione (forte, debole e elettromagnetica). Per spiegarle non sono sufficienti le strutture di cui si sta parlando, che si limitano ad analizzare le proprietà elettromagnetiche del protone.

4) Difficile dire che una componente debba o non debba prevalere, sono entrambe necessarie. Per esempio, la fisica atomica è in generale spiegata da interazioni di tipo spazio.
Roberto Ferrari Istituto Nazionale di Fisica Nucleare - Sezione di Pavia
Keywords: fisica atomica

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