Atomo: Particelle sub atomiche (appunti prof. Paolo Marchesi)

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1 Atomo: Particelle sub atomiche (appunti prof. Paolo Marchesi) Il presente documento schematizza le principali particelle sub atomiche. Lo scopo di questa dispensa è fornire una schematizzazione sintetica che deve essere completata con la spiegazione del docente Ricorda: Z = Numero Atomico (protoni) A= Numero di Massa (Protoni + Neutroni) Gli Atomi possono essere: Stabili (tendono a mantenere la configurazione del nucleo) Se Z<20 e A 2*Z Se 20<Z <84 e neutroni > protoni (Ma solo alcune combinazioni sono stabili) Instabili (tendono a cambiare la configurazione del nucleo) Se Z >84 Se Z <84 ma A non segue le regole indicate in precedenza Che tendono a trasformarsi negli atomi stabili attraverso il Decadimento Radioattivo Che può essere (tipi principali): Alfa (A troppo alto) Beta + (Troppi Protoni) Cattura Elettronica (Troppi Protoni) Beta (Troppi Neutroni) Gamma (nessuna variazione Z e A) Emissione neutroni Pagina 1 di 5

2 Fino ad ora sono stati scoperti due importanti processi di trasformazione dei nuclei Fissione Es. U-235 Ba-142+Kr-92+ 1Neutrone Fusione Es 4H He Nuclei con Z > 84 Artificiale (bombardamento N) o naturale Può innescare Reazioni a catena Controllabile se si assorbono i neutroni in eccesso Scopi bellici o pacifici Produzione di scorie radioattive Esoergonica fino a Z=26, Endoergonica se Z>26 Energia attivazione elevatissima Scopi bellici (pacifici non ancora possibile) Non produce scorie radioattive Pagina 2 di 5

3 Gli studi sulla materia (attraverso fenomeni naturali o con acceleratori di particelle) hanno portato ad una migliore conoscenza.: Delle forze che regolano la natura Delle particelle che compongono la materia 4 forze fondamentali mediate da particelle Gravitazionale Attrazione fra corpi con massa Mediata da gravitoni Debole ma raggio d azione (teoricamente) infinito Irrilevante a livello atomico Elettromagnetica Fenomeni elettromagnetici (es. luce, magnetismo ecc.) Mediata da Fotoni intensa e raggio d azione (teoricamente) infinito Interviene a livello atomico nel rapporto elettrone/nucleo Nucleare Forte Responsabile dell unione delle particelle nel nucleo (es. protoni e neutroni fra di loro e quark per formare i barioni) Mediata da Gluoni Molto intensa (la più forte di tutte) Raggio molto limitato Nucleare debole volte la nucleare forte Mediata da Bosoni W+,W- e Z Raggio estremamente limitato Si sviluppa se un adrone muta in un altro (es. nel decadimento Beta -) Pagina 3 di 5

4 Particelle massive subatomiche Ricorda: per ogni particella esiste l antiparticella (antimateria). Es. il elettrone/positrone Particelle (suddivise per TIPI) Bosoni Possono non avere massa Spin intero Fermioni Hanno sempre massa Spin frazionario Comprendono tutti i mediatori di forze (gluoni, gravitoni, fotoni e bosoni W e Z) Comprendono alcune particelle come il mesone (formato da 1 quark e 1 antiquark) Leptoni non sono formati da alcuna sottoparticlella Esistono come particella indipendente Soggetti a forza nucleare debole Quark non sono formati da alcuna sottoparticlella Si aggregano per formare altre particelle (adroni) 6 diversi tipi di quark Elettrone Muone e Tauone(repliche + massicce dell elettrone) Neutrini (elettronico, muonico e tauonico) Adroni (formati da quark) soggetti a nucleare forte Alcuni quark hanno carica (quark Up=+2/3 e Down= --1/3) Suddivisi in Barioni (+ pesanti) e Mesoni Barioni: Protone (2Quark Up 1 Down. 2/3 + 2/3-1/3) Neutrone (2Quark Down 1Up -1/3-1/3 + 2/3) Mesoni (es. il pione che tiene uniti neutroni e protoni nei nuclei) formati da 1quark e 1antiquark Pagina 4 di 5

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