Materia (fisica): differenze tra le versioni

Versione delle 23:58, 23 feb 2022

Versione delle 18:51, 28 mag 2022

Riga 31:

I [[protone|protoni]] sono costituiti da 2 quark up e 1 down (che sono detti di valenza in quanto determinano quasi tutte le caratteristiche fisiche - ma non la massa - del protone): p = (uud). I [[neutrone|neutroni]] sono invece formati da 2 quark down e 1 up: n = (udd). Anche protoni e neutroni, detti collettivamente [[nucleone|nucleoni]], sono fermioni in quanto hanno spin 1/2. Dato che elettroni, protoni e neutroni si aggregano per costituire atomi e molecole, questi tre tipi di fermioni costituiscono quella che viene ordinariamente intesa come materia, formata appunto da atomi e molecole.

Tuttavia solo il 9% della massa di un protone proviene da quelle dei [[quark (particella)|quark]] di valenza che lo costituiscono. Il restante 91% è dovuto all'energia cinetica dei quark (32%), all'energia cinetica dei [[gluoni]] (36%) e all'energia d'interazione tra quark e gluoni (23%).<ref>{{cita pubblicazione|autore= Y B. Yang et al. |titolo = Proton mass decomposition from the QCD energy momentum tensor| rivista = Physical Review Letters |volume= 121 |anno=2018|pagina=212001|doi = 10.1103/PhysRevLett.121.212001}}</ref><ref>{{Cita web|url= https://www.sciencenews.org/article/proton-mass-quarks-calculation |titolo= Where the proton's mass comes from |sito= https://www.sciencenews.org |accesso=1º dicembre 2018}}</ref> La definizione di materia ordinaria come "formata" da elettroni e nucleoni è quindi problematica, in quanto la massa dei nucleoni non è riconducibile alla somma delle masse dei quark costituenti. Inoltre, il neutrone libero non è stabile, ma al di fuori di un [[nucleo atomico]] decade con una vita media di circa 887 secondi. Ciò rende problematica la definizione dei neutroni liberi, che sono instabili, come materia.

Anche il caso dei [[radioattività|nuclei radioattivi]] presenta qualche ambiguità. La vita media dei vari [[radionuclide|radionuclidi]] può variare da 10⁻¹² secondi fino a 10⁹ anni. Non è chiaro quale sia il valore di vita media da considerare come discriminante per la definizione di materia. Sembra paradossale non considerare materia un nucleo instabile, ma con una vita media paragonabile all'[[età dell'universo]] (13,8 miliardi di anni). D'altra parte, non vi è un criterio per stabilire quale sia la vita media minima per trascurare l'instabilità di un nucleo radioattivo, considerandolo quindi materia.