UNIFICAZIONE DELLE FORZE

Nella teoria di Weinberg e Salam, ad energie molto superiori a 100 Gev, i tre bosoni portatori dell’ interazione debole e il fotone si comporterebero in modo simile. I bosoni acquisterebbero una massa molto grande, cosicchè le forze da loro trasportate avrebbero un raggio d’ azione piccolisiimo. Al tempo di Salam e Weinberg, ben pochi diedero credito alla loro teoria, ma in una decina d’ anni le loro predizioni concordarono così bene con i risultati sperimentali che, nel 1979, i due ricevettero il Nobel per la fisica.

Nel 1983 la teoria ebbe ulteriore conferma con la scoperta dei tre bosoni W+, W- e Z° al Cern, grazie al lavoro dell’ equipe diretta da Carlo Rubbia, Nobel per la fisica l’ anno successivo.

Il successo dell’ unificazione della forza elettromagnetica con la forza nucleare debole condusse a vari tentativi di combinare queste due forze con quella nucleare forte in una grande teoria unificata (GTU). In realtà queste teorie sono non del tutto unificate e non comprendono la gravità, nè sono davvero complete.

L’ idea fondametale della GTU si basa sul fatto che alle alte energie la forza nucleare forte diventa più debole, mentre quella debole e quella elettromagnetica, che non hanno la libertà asintotica, diventano più forti. Così, in teoria, ad una certa energia molto elevata, l’ energia della grande unificazione, queste tre forze verrebbero ad avere la stessa intensità, diventando diversi aspetti di una singola forza. Inoltre, a tale energia, anche i fermioni sarebbero essenzialmente uguali, conseguendo in tal modo un’ altra unificazione.

Peccato che il valore di energia della grande unificazione è stimato nell’ ordine del miliardo di milioni di GeV, qualcosa che richiederebbe un acceleratore di particelle della dimensione del sistema solare! Dunque, dato che la verifica sperimentale sembra totalmente preclusa, i fisici cercano prove indirette per confermare la validità della teoria, come ad esempio le ricerche connesse al decadimento del protone.

Infine, le grandi teorie unificate non comprendono la forza di gravità. Ciò non ha grande importanza, dato che essa è trascurabile per le distanze trattate dalla fisica delle particelle, ma il fatto che essa abbia un grandissimo raggio d’ azione e che sia sempre attrattiva fa sì che tutti i suoi effetti si sommino. Così, quando si è in presenza di un numero abbastanza grande di particelle materiali, la forza di gravità può dominare sulle altre forze, e in effetti determina l’ evoluzione dell’ universo.

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