Modello bootstrap: differenze tra le versioni

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Il termine "'''modello bootstrap'''" viene utilizzato per una classe di teorie che utilizzano criteri di [[Coerenza (logica matematica)|coerenza]] molto generali per determinare la forma di una [[Meccanica quantistica|teoria quantistica]] da alcune ipotesi sullo spettro delle particelle. È una forma della [[Teoria della matrice S|teoria della matrice S.]].

Il termine "'''modello bootstrap'''" viene utilizzato per una classe di teorie che utilizzano criteri di [[Coerenza (logica matematica)|coerenza]] molto generali per determinare la forma di una [[Meccanica quantistica|teoria quantistica]] da alcune ipotesi sullo spettro delle particelle. È una forma della [[Teoria della matrice S|teoria della matrice S.]]

== Panoramica ==

Negli anni '60 e '70, l'elenco in continua crescita di particelle [[Interazione forte|fortemente interagenti]] —, [[Mesone|mesoni]] e [[Barione|barioni]] —, rese chiaro ai fisici che nessuna di queste particelle è elementare. [[Geoffrey Chew]] e altri arrivarono al punto di mettere in discussione la distinzione tra [[Particella elementare|particelle]] [[Elenco delle particelle|composite]] ed [[Particella elementare|elementari]], sostenendo una " '''democrazia nucleare''' " in cui l'idea che alcune particelle fossero più elementari di altre veniva scartata. Invece, hanno cercato di ricavare quante più informazioni possibili sulla forte interazione da ipotesi plausibili sulla [[matrice S]], che descrive cosa succede quando particelle di qualsiasi tipo si scontrano, tramite un approccio sostenuto da [[Werner Karl Heisenberg|Werner Heisenberg]] due decenni prima.

Il motivo per cui il programma aveva qualche speranza di successo era a causa [[Crossing (fisica)|del crossing]], il principio che le forze tra le particelle siamo determinate dallo scambio tra particelle. Una volta che lo spettro delle particelle è noto, la legge della forza lo è pure, e questo significa che lo spettro è vincolato a stati legati che si formano attraverso l'azione di queste forze. Il modo più semplice per risolvere la condizione di consistenza è postulare alcune particelle elementari di [[spin]] minore o uguale a uno e costruire lo scattering [[Teoria perturbativa|perturbativo]] attraverso la [[Teoria quantistica dei campi|teoria dei campi]], ma questo metodo non consente alle particelle di [[spin]] maggiore di 1 e senza il poi fenomeno non ancora scoperto del [[Confinamento dei quark|confinamento]], diventa ingenuamente incoerente con il comportamento di [[Tullio Regge|Regge]] osservato dagli [[Adrone|adroni]] .

[[Geoffrey Chew|Chew]] e altri credevano che sarebbe stato possibile utilizzare la simmetria incrociata e il comportamento di Regge per formulare una matrice S coerente per infiniti tipi di particelle. L'ipotesi di Regge determinerebbe lo spettro, l'incrocio e l'analiticità tramite l' [[Ampiezza di scattering|ampiezza di diffusione]] (le forze), mentre l' unitarietà determinerebbe le correzioni quantistiche autoconsistenti in un modo analogo all'inclusione dei loop. L'unica implementazione pienamente riuscita del programma richiedeva un altro assunto per organizzare la matematica dell'unità (l'approssimazione della risonanza stretta). Ciò significava che tutti gli adroni fossero particelle stabili in prima approssimazione, in modo che lo scattering e il decadimento potessero essere considerati una perturbazione. Ciò ha permesso di costruire un modello bootstrap con infiniti tipi di particelle come una teoria dei campi: l'ampiezza di scattering di ordine più basso dovrebbe mostrare il comportamento di Regge e l'unità determinerebbe le correzioni del loop ordine per ordine. È così che [[Gabriele Veneziano]] e molti altri hanno costruito [[Teoria delle stringhe|la teoria delle stringhe]], che rimane l'unica teoria costruita da condizioni generali di coerenza e lievi ipotesi sullo spettro.

Molti nella comunità dei bootstrap credevano che la teoria dei campi, che era afflitta da problemi di definizione, fosse fondamentalmente incoerente alle alte energie. Alcuni credevano che ci fosse solo una teoria coerente che richiede infinite specie di particelle e la cui forma può essere trovata solo per consistenza. Ciò è noto al giorno d'oggi per non essere vero, poiché ci sono molte teorie che sono non perturbativamente coerenti, ciascuna con la propria [[matrice S]]. Senza l'approssimazione della risonanza stretta, il programma bootstrap non aveva un parametro di espansione chiaro e le equazioni di consistenza erano spesso complicate e poco maneggevoli, quindi il metodo aveva un successo limitato. È caduto così in disgrazia con l'ascesa della [[cromodinamica quantistica]], che descrive mesoni e barioni in termini di particelle elementari chiamate [[Quark (particella)|quark]] e [[Gluone|gluoni]] .

" Bootstrap" qui si riferisce a "tirarsi su con i propri stivali", poiché si supponeva che le particelle fossero tenute insieme da forze costituite da scambi di particelle stesse.

== Voci correlate ==

* [[Tullio Regge]]

* [[Stanley Mandelstam]]

* [[Bootstrap conforme]]

== Bibliografia ==

* G. Chew (1962). ''Teoria S-Matrix delle interazioni forti'' . New York: WA Benjamin.

* RJ Eden, PV Landshoff, DI Olive e JC Polkinghorne (1966). ''La matrice analitica S.'' Cambridge U. Press. 1966.

* D. Kaiser (2002). "Democrazia nucleare: impegno politico, riforma pedagogica e fisica delle particelle nell'America del dopoguerra". ''Iside'', 93, 229-268.

*{{Cita libro|url=https://www.quantamagazine.org/how-simple-rules-bootstrap-the-laws-of-physics-20191209/|titolo=Why the Laws of Physics Are Inevitable|autore=Natalie Wolchover|sito=Quanta Magazine|lingua=en|accesso=2021-02-02}}

== Voci correlate ==

* [[Bootstrap conforme]]

* [[Stanley Mandelstam]]

* [[TullioTeoria di Regge]]

[[Categoria:Fisica delle particelle]]