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Il concetto di interazione è probabilmente innato. Interazione è, ad esempio, quella tra due pianeti o
quella che ci tiene sulla terra per effetto del campo gravitazionale. Sempre interazione è quella tra due
cariche elettriche o tra due poli magnetici.
In natura esistono quattro interazioni fondamentali, che sono alla base degli scambi di forze tra le
particelle e che sono responsabili della struttura dell’universo. Queste sono l’interazione forte,
l’elettromagnetica, la debole e la gravitazionale. Prima di procedere ad introdurle brevemente sono
necessarie alcune piccole premesse.
In primo luogo noi abbiamo trattato i campi elettrici e magnetici in modo distinto, ora invece questi
concetti li troviamo unificati. Infatti questa unificazione, effettuata da Maxwell nella seconda metà del
secolo scorso, è parte integrante della fisica moderna, che ha abbandonato i concetti di campo elettrico e
magnetico come entità distinte. Più correttamente, infatti, avremmo dovuto parlare di campi elettrostatici e
magnetostatici, in quanto non appena le cariche elettriche od i poli magnetici si muovono, i discorsi
precedenti andrebbero modificati.
Nella teoria relativistica dei campi quantizzati, che è quella che descrive la creazione e l’interazione
delle particelle non sono possibili interazioni a distanza (come, ad esempio, nel campo gravitazionale), le
interazioni avvengono per scambio di una o più particelle, i bosoni intermedi o "quanti di energia". Queste
particelle, in quanto trasportatrici dell’energia dell’interazione, vengono emesse e riassorbite dalle
particelle interagenti.
Il più famoso bosone intermedio è, probabilmente, il fotone, il quanto del campo elettromagnetico.
Descrivendo un’interazione è importante definire due quantità: il range o raggio d' azione e l’intensità.
Il range di un’interazione è la distanza massima cui questa è influente. Ad esempio l’interazione
gravitazionale ha un range infinito; per questa caratteristica il sole esercita la sua forza anche su pianeti
lontanissimi. Le interazioni forti, invece, hanno range pari a circa le dimensioni del nucleo: un adrone che
passi oltre questa distanza subirà un’interazione con il nucleo trascurabile.
L’intensità delle interazioni fornisce i rapporti di forza tra le diverse interazioni.
Introduciamo ora brevemente le caratteristiche salienti delle quattro interazioni fondamentali in ordine
decrescente di intensità relativa:
Interazione forte: è responsabile della struttura degli adroni e dei nuclei, permettendo a
questi di rimanere legati, vincendo la repulsione coulombiana tra i protoni. Si manifesta a livello
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