Decadimento del protone e Discussioni utente:78.12.105.106: differenze tra le pagine

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Il '''decadimento del protone''' è un fenomeno di [[decadimento radioattivo|decadimento]] della particella [[protone]], non ancora osservato, ma previsto da alcuni modelli teorici della [[teoria della grande unificazione]] che sono argomento di dibattito tra i [[fisica teorica|fisici teorici]].

==Motivazioni teoriche==

In base alle conoscenze attuali di [[fisica delle particelle]] il [[protone]] è una particella stabile. Ciò vuol dire che esso non [[decadimento|decade]] in altre particelle. Questo è dovuto alla conservazione del [[numero barionico]] nei processi elementari. Infatti il [[barione]] più leggero è proprio il protone. Tuttavia, alcuni modelli teorici della grande unificazione (GUT), come il [[modello di Georgi–Glashow]] o il [[monopolo magnetico]],<ref>

{{Cita pubblicazione

|autore=B. V. Sreekantan

|anno=1984

|titolo=Searches for Proton Decay and Superheavy Magnetic Monopoles

|url=http://www.ias.ac.in/jarch/jaa/5/251-271.pdf

|rivista=Journal of Astrophysics and Astronomy

|volume=5 |numero= |pagine=251&ndash;271

|doi= 10.1007/BF02714542

|bibcode=1984JApA....5..251S

}}</ref> prevedono processi di non conservazione del numero barionico, tra cui il decadimento del protone. Quindi analizzando il decadimento protonico sarebbe possibile ricavare informazioni sulle teorie di grande unificazione.

Per questo motivo nel mondo sono attivi diversi esperimenti che hanno come obiettivo quello di misurare la [[vita media]] del protone. Tale evento, però, se esiste è estremamente difficile da osservare e richiede apparati molto grandi e complessi. Attualmente esistono solo dei limiti sperimentali per i diversi canali di decadimento, tutti molto maggiori della vita media dell'[[universo]]. Ad esempio, uno dei canali di decadimento maggiormente studiato è il seguente:

: p → [[positrone|e⁺]] + [[pione|π⁰]]

con un limite inferiore per la vita media parziale pari a {{Exp|1,6|33}} [[anno|anni]], <ref>{{cita pubblicazione |quotes=no |cognome=Suzuki |nome=Yoichiro |linkautore= |coautori= |anno=2000 |mese=12 |titolo=Multi-Megaton Water Cherenkov Detector for a Proton Decay Search -- TITAND |rivista=International workshop on Neutrino Oscillations and their Origins, dicembre 2000, Tokyo |volume= |numero= |pagine= |id= |url=http://arxiv.org/abs/hep-ex/0110005 |accesso=25 febbraio 2008 }}</ref> cioè superiore all'età dell'universo.

Questo decadimento conserverebbe il [[numero B-L]].

== Numero barionico e la sua conservazione ==

La '''[[legge di conservazione del numero barionico]]''' è una [[legge fisica]] introdotta nell'ambito della [[fisica delle particelle]]: essa stabilisce che, nelle [[reazione subnucleare|reazioni]] tra particelle, quando viene prodotto un certo numero di [[Barione|barioni]] un egual numero di [[antiparticella|antibarioni]] viene simultaneamente creato.

Per descrivere matematicamente questo fenomeno, è stato introdotto un nuovo [[numero quantico]]: il [[numero barionico]], una [[variabile]], indicata convenzionalmente con la lettera B. Si assegna a B il valore +1 se la particella considerata è un [[barione]] e il valore -1 se la particella considerata è un [[antibarione]]. Tenuto conto della struttura dei [[nucleone|nucleoni]], ai [[Quark_(particella)|quark]] si assegna, di conseguenza, al numero barionico il valore +1/3 mentre agli [[antiquark]] viene assegnato -1/3. Tutte le [[modello standard|altre particelle]] hanno numero barionico nullo.

Gli [[esperimento|esperimenti]] dimostrano che il numero barionico si conserva in tutti i [[decadimento|decadimenti]] e le reazioni fra particelle finora osservate. Una conseguenza immediata della conservazione del numero barionico è che anche il numero totale di quark meno quello degli antiquark coinvolti in una reazione si conserva.

== R-parità ==

La '''[[R-parità]]''' è un concetto di fisica delle particelle e di [[fisica teorica]]. Nell'estensione supersimmetrica del [[Modello Standard]], il [[numero barionico]] e il [[numero leptonico]] non sono più conservati da parte di tutti gli accoppiamenti in una teoria rinormalizzabile. La R-parita è una simmetria del gruppo <math>Z_2</math> che agisce nel Modello Standard supersimmetrico minimale (MSSM) e tale parità può essere definita come:

:''R'' = (-1)^''2j+3B+L''.

dove: j è lo [[spin]], B è il [[numero barionico]] e L il [[numero leptonico]]. Ogni particella del Modello Standard ha R-parità uguale ad +1, mentre la R-parità del partner supersimmetrico ha R parità -1 <ref> [http://arxiv.org/abs/hep-ph/0406039 R-parity Violating Supersymmetry] di R. Barbier, C. Berat, M. Besancon, M. Chemtob, A. Deandrea, E. Dudas, P. Fayet, S. Lavignac, G. Moreau, E. Perez e Y. Sirois. </ref>.

== Note ==

<references />

== Bibliografia ==

* K. Hagiwara et al., [http://pdg.lbl.gov/2002/bxxxn.pdf "Particle Data Group current best estimates of proton lifetime"], Phys. Rev. D 66, 010001 (2002) ISBN 978-0684865768

* Adams, Fred and Laughlin, Greg ''The Five Ages of the Universe : Inside the Physics of Eternity'' ISBN 0-684-86576-9

* Krauss, Lawrence M. ''Atom : An Odyssey from the Big Bang to Life on Earth'' ISBN 0-316-49946-3

== Voci correlate ==

*[[Antimateria]]

*[[Bosone di Higgs]]

*[[Bosone vettore]]

*[[Bosone di gauge]]

*[[Bosoni X e Y]]

*[[Fisica delle particelle]]

*[[Forze fondamentali]]

*[[Gerarchia]]

*[[Interazioni fondamentali]]

*[[Modello di Kaluza-Klein]]

*[[Modello standard]]

*[[Numero B-L]]

*[[Quark (particella)|Quark]]

*[[Elettrodinamica quantistica|QED]]

*[[Cromodinamica quantistica|QCD]]

*[[R-parità]]

*[[Supersimmetria]]

*[[Teoria delle stringhe]]

*[[Teoria del tutto]]

*[[Teoria di gauge]]

== Collegamenti esterni ==

*[http://pdg.lbl.gov/2004/listings/contents_listings.html Elenco dei canali di decadimento e relativi limiti sperimentali sulle vite medie parziali]

{{Portale|Fisica}}

[[Categoria:Fisica nucleare]]

[[ca:Desintegració del protó]]

[[de:Protonenzerfall]]

[[en:Proton decay]]

[[es:Desintegración del protón]]

[[eu:Protoi lurrunketa]]

[[fi:Protonin hajoaminen]]

[[ja:陽子#陽子の崩壊]]

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[[simple:Proton decay]]

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