 |
| Struttura a quark del protone |
I
IBRIDO (ORBITALE)
Detto degli orbitali
originatisi per il fenomeno dell'ibridizzazione: così, per esempio,
nell'atomo di carbonio, avente come orbitali puri un orbitale s, a
simmetria sferica, e 3 orbitali p disposti tra loro ad angolo retto, si
formano 4 orbitali ibridi, formanti tra loro angoli di 109° 28',
diretti cioè verso i vertici di un tetraedro regolare, attraverso i
quali l'atomo di carbonio contrae legami con gli orbitali di altri
atomi.
IDROGENOIDE (ATOMO)
In fisica atomica, detto
di sistema atomico i cui stati possono essere calcolati, con opportuni
fattori correttivi, a partire da quelli dell'atomo di idrogeno
(composto da un solo elettrone e un solo protone): atomo idrogenoide,
atomo con un elettrone fortemente eccitato che si muove a grande
distanza dalla restante parte dell'atomo, la quale può essere
considerata una singola entità di carica unitaria positiva, come il
protone nell'atomo di idrogeno; a tale situazione si avvicina molto
quella di un atomo che sia stato ionizzato fino ad aver perso tutti i
suoi elettroni a eccezione di uno.
IMPACCHETTAMENTO (INDICE DI)
In fisica nucleare, l'indice di impacchettamento è il rapporto tra il difetto di massa di un nuclide e il suo numero atomico.
INCANTO
Nella
fisica delle particelle elementari, termine (con cui viene spesso
tradotto il vocabolo inglese charm) indicante la proprietà
caratteristica del quark che occupa il quarto posto nella scala delle
masse e la cui carica è pari a 2/3 di quella dell'elettrone.
INDETERMINAZIONE
Nella
meccanica quantistica, il principio d'indeterminazione è il principio
fondamentale (formulato nel 1927 dal fisico tedesco Heisenberg, per cui
è detto anche principio di Heisenberg) per il quale non è possibile
determinare con esattezza una quantità osservabile senza rendere
indeterminato il valore di altre quantità osservabili; per esempio, nel
caso di una singola particella, è impossibile determinare con esattezza
simultaneamente la posizione e l'impulso (o, di conseguenza, la
posizione e la velocità).
INDISTINGUIBILITA' (CONDIZIONE DI)
Nella
fisica quantistica, con riferimento a due particelle identiche,
l'impossibilità, in base al principio di indeterminazione, di
distinguerle l'una dall'altra, cosicché, se tali particelle vengono
scambiate fra loro in un sistema qualsiasi, lo scambio non è rilevabile
in alcun modo.
INTERAZIONE
Nella fisica delle
particelle elementari, le interazioni fondamentali sono quelle che
stanno alla base degli scambî di forze tra particelle, in ultima
analisi responsabili di tutta la struttura dell'universo, e
classificabili, in ordine decrescente di intensità, in: interazioni
forti, responsabili della struttura adronica e nucleare; interazioni
elettromagnetiche, responsabili della struttura atomica e molecolare, e
quindi delle reazioni chimiche e di tutte le forze macroscopiche
(esclusa la gravitazione); interazioni deboli, responsabili dei
decadimenti beta ed essenziali nei processi termonucleari; interazioni
gravitazionali, responsabili della forza di gravità. Secondo le teorie
correnti, questi quattro tipi di interazioni sono trasmessi o mediati da
particelle a spin intero (bosoni) dette rispettivamente gluoni,
fotoni, bosoni intermedi W e Z, gravitoni.
INVARIANZA
In
fisica, il termine indica solitamente la circostanza per cui una data
relazione tra grandezze fisiche rimane invariata per particolari
trasformazioni di variabili; ad ogni proprietà d'invarianza (detta anche
legge di simmetria) è sempre associata la conservazione di una
grandezza fisica: per esempio, all'invarianza delle leggi della
meccanica per trasformazioni di coordinate spaziali e temporali
(simmetria dello spazio-tempo) è associata la conservazione dell'energia
e della quantità di moto.
IPERCARICA
In fisica
delle particelle elementari, la somma del numero barionico e della
stranezza, così denominata in quanto è grandezza legata alla carica
elettrica della particella considerata.
IPERFINE (STRUTTURA)
In
spettroscopia, la struttura iperfine è una struttura complessa di
righe spettrali, costituite ciascuna (come può rivelare un'osservazione
ad alto potere risolutivo) non da una sola riga ma da un gran numero
di righe vicinissime fra loro.
IPERONE
In fisica
delle particelle, denominazione di particelle instabili, di cui si
conoscono più varietà (lambda, sigma, ecc) distinte per la massa
(maggiore, comunque, di quella del protone), per la carica elettrica e
per la vita media.
IPERONICO (ATOMO)
In fisica
delle particelle, relativo a iperoni: l'atomo iperonico è quello intorno
al cui nucleo, ordinario, al posto di un elettrone, orbita un iperone
carico negativamente.
ISOBARO (NUCLEO)
In fisica
nucleare, detto dei nuclidi aventi ugual numero di massa ma diverso
numero atomico, e quindi diverse proprietà chimiche.
ISOMERIA
L'isomeria
nucleare è la proprietà di due nuclidi di avere lo stesso numero
atomico e lo stesso numero di massa, ma contenuto energetico diverso, in
quanto uno di essi si trova in uno stato eccitato nel quale tende a
permanere con vita media relativamente lunga.
ISOSPAZIO
Nella fisica delle particelle elementari, lo spazio di rappresentazione dello spin isotopico.
ISOTONO (NUCLEO)
In
fisica nucleare, di nuclidi che hanno lo stesso numero di neutroni ma
diverso numero di massa, per i quali cioè la differenza tra numero di
massa e numero atomico ha lo stesso valore.
J – K
J/PSI
Denominazione
di un mesone pesante, di spin pari a 1, costituito da una coppia
charm-anticharm; la denominazione deriva dal fatto che questa particella
fu scoperta, nel 1974, indipendentemente e pressoché
contemporaneamente da due gruppi di ricercatori statunitensi, che la
denominarono l'uno particella J e l'altro particella Psi.
JET
Nella
fisica delle particelle, insieme collimato di particelle, solitamente
adroni (jet adronico), che emergono da un'interazione, interpretabile
come il risultato della frammentazione di un protone elementare.
KAONE
In
fisica delle particelle, altra e più corrente denominazione del mesone
K, particella che può presentarsi con carica elementare positiva,
negativa ovvero nulla (rispettivamente K+, K-, K0), di vita media 1.23·10-8 s (1.05·10-10 s il K0), di spin nullo e stranezza 1.
KAONICO (ATOMO)
L'atomo kaonico, in fisica atomica, è l'atomo in cui un kaone, carico negativamente, ruota intorno a un nucleo ordinario.
L
LACUNA
La
lacuna, o vacanza, elettronica è la mancanza di un elettrone nella
struttura di un atomo; nei semiconduttori, il termine indica più
precisamente la mancanza di un elettrone nella banda di valenza, dovuta
al «salto» di tale elettrone nella banda di conduzione: l'elettrone e
la lacuna così formatasi si comportano come cariche libere, e
contribuiscono entrambi al passaggio di corrente nel semiconduttore.
LASER
Sigla
di Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation =
“amplificazione della luce per mezzo dell'emissione stimolata di
radiazioni”. Dispositivo (detto anche maser ottico in quanto sfrutta il
principio del maser nella gamma delle radiazioni visibili anziché in
quella delle microonde) che emette fasci intensi ed estremamente
collimati di radiazioni elettromagnetiche coerenti, nello spettro
visibile o nell'infrarosso (o anche, in dispositivi sperimentali, nello
spettro dei raggi X); se ne hanno di vari tipi, che si distinguono per
la natura del mezzo attivo, cioè del materiale in cui ha luogo
l'emissione stimolata della radiazione, oppure per particolarità di
realizzazione: laser a colorante, a elettroni liberi, a elio-neon, a
neodimio, a rubino, ecc. Nel 1994 è stato realizzato un nuovo tipo a
semiconduttore per l'infrarosso, detto laser a cascata quantica, nel
quale l'emissione dei fotoni è dovuta a transizioni compiute dagli
elettroni da un livello superiore a uno inferiore in una opportuna
nanostruttura. Il laser trova molteplici utilizzazioni: è impiegato, per
esempio, nella tecnica, per operare fori piccolissimi e tagli di
grande precisione su materiali vari; in biologia, per stimolare o
distruggere parti di una cellula; in medicina, per necrotizzare
porzioni minime di tessuti o anche per interventi chirurgici su zone di
limitatissima estensione; in olografia, per realizzare ologrammi
(immagini tridimensionali); nella tecnica della riproduzione dei suoni,
per la lettura dei compact disc. Ne è inoltre prevista, purtroppo,
l'utilizzazione nei sistemi di difesa antimissile, per realizzare armi
(laser a raggi X) capaci di altissima penetrazione nei materiali.
LEGATO (STATO, ELETTRONE)
In
fisica atomica e subatomica, si dice che un sistema di due o più
elementi si trova in uno stato legato quando, predominando le forze di
reciproca attrazione, i suoi componenti rimangono localizzati in una
regione limitata di spazio; elettrone legato, quello che si trova in uno
stato legato.
LEPTONE
Nella fisica delle
particelle, termine con il quale sono state designate le particelle
ritenute le più leggere, e che indica più propriamente quei fermioni
(elettroni, muoni, leptoni tau e i loro relativi neutrini) che non sono
soggetti all'interazione forte.
LETARGIA
In
fisica, la letargia di un neutrone è il logaritmo naturale del rapporto
tra una energia di riferimento e l'energia del neutrone.
LEVOGIRO (FERMIONE)
Sono detti convenzionalmente particelle levogire i fermioni il cui spin è orientato in senso opposto alla direzione di moto.
LIBERTA' (ASINTOTICA)
La
libertà asintotica di una teoria è la proprietà che essa ha di
diventare una teoria libera, cioè senza interazioni, per certi valori
limite di determinate grandezze, per esempio per grandi energie.
LIVELLO
Nell'ambito
delle teorie quantistiche, il livello energetico rappresenta ognuno
dei valori discreti che può assumere l'energia di un sistema, per
esempio un atomo (livello atomico), o di una particella in un sistema,
per esempio un elettrone (livello elettronico): è cioè l'energia
associata a uno stato quantico; in particolare, i livelli proibiti sono
stati quantici in cui il sistema in esame non può trovarsi, in
contrapposizione ai livelli permessi (o consentiti); invece la banda di
livelli energetici indica l'intervallo di energie in cui sono
distribuiti i livelli energetici relativi a stati quantici simili, come,
per esempio, quello (banda di conduzione) in cui sono raggruppati i
livelli degli elettroni di conduzione.
LUCE
Nella
spiegazione della natura di questo ente, sin dall'antichità si sono
avvicendate e contrapposte fondamentalmente due teorie: quella
corpuscolare, sostenuta in particolare da Newton, che considera la luce
composta di corpuscoli (o particelle) indivisibili, di massa nulla o
trascurabile, e quella ondulatoria, secondo la quale la luce consiste
nella propagazione di onde nello spazio, concepito originariamente come
mezzo elastico (etere), del quale le onde sarebbero perturbazioni.
Nella seconda metà del secolo 19° si afferma la teoria elettromagnetica
della luce, enunciata dal fisico inglese Maxwell, in base alla quale
la luce è costituita da onde elettromagnetiche, ossia dalla
propagazione ondulatoria nello spazio di campi elettrici e magnetici:
la luce visibile è quella costituita dalle onde appartenenti a un ben
determinato intervallo di lunghezze d'onda (da circa 0.7 a circa 0.4
micrometri); tale teoria, pur dimostrandosi valida in vasti settori
dell'esperienza, è contraddetta dai fenomeni relativi ai processi
elementari di emissione e assorbimento della radiazione da parte di
particelle subatomiche (per esempio l'effetto fotoelettrico esterno),
per spiegare i quali è stata formulata una nuova teoria corpuscolare,
basata sull'ipotesi dei quanti di luce, in seguito chiamati fotoni, che
Einstein introdusse nel 1905. Allo stato attuale delle conoscenze, la
concezione ondulatoria e la concezione corpuscolare si fondono nella
teoria quantistica della luce, per la quale essa è costituita da fotoni,
cioè da particelle elementari, di massa nulla ma di energia e impulso
definiti e dipendenti dalla frequenza, la cui traiettoria è descritta
in termini probabilistici da una funzione d'onda che rende conto degli
aspetti ondulatorî della propagazione della radiazione luminosa nello
spazio. Per il principio della costanza della velocità della luce,
postulato di fondamentale importanza nella teoria della relatività, la
luce si propaga nel vuoto alla velocità costante di circa 300000 km/s
(detta appunto velocità della luce, indicata con il simbolo c),
qualunque sia lo stato di quiete o di moto dell'osservatore e della
sorgente.
LUXONE
Nome dato da alcuni autori agli
enti, quali i fotoni e i neutrini (?), che si muovono con la velocità
della luce (quelli più lenti di essi sono chiamati bradioni, e quelli
più veloci tachioni).
M
MAGNETOFLUIDODINAMICA
Disciplina
che studia il moto dei fluidi elettricamente conduttori in presenza di
campi magnetici, trovando applicazione nella fisica dei gas ionizzati,
nello studio di fenomeni cosmici o atmosferici, nella propulsione dei
veicoli spaziali, nella regolazione dei reattori a fusione nucleare.
MAGNETONE
Unità di misura naturale dei momenti magnetici atomici (magnetone di Bohr) o nucleari (magnetone nucleare).
MAGNONE
Il magnone è il quanto dell'energia associata alle onde di spin.
MASER
Sigla
di Molecular Amplification by Stimulated Emission of Radiation =
Amplificazione molecolare mediante emissione stimolata di radiazione.
Amplificatore di segnali elettromagnetici ad altissima frequenza,
caratterizzato da un bassissimo rumore proprio, basato sull'emissione
stimolata di energia elettromagnetica da parte di sistemi molecolari o
atomici, usato specialmente per amplificare radiosegnali stellari o
segnali provenienti da veicoli spaziali.
MASSA (MANCANTE)
In
astrofisica la massa mancante è la porzione finora non osservata della
massa totale dell'universo, detta anche materia oscura, la cui esistenza
è ipotizzata sulla base della considerazione che in alcuni ammassi di
galassie l'attrazione gravitazionale della massa visibile non è
sufficiente a giustificare la stabilità dinamica.
MATERIALIZZAZIONE
Con
accezione particolare, in fisica, è la trasformazione di energia in
materia prevista dalla teoria della relatività sulla base
dell'equivalenza tra massa ed energia: la materializzazione di un fotone
è la conversione di un fotone in una coppia particella-antiparticella.
MESONE
Termine
che indica particelle di spin intero soggette alle interazioni forti,
costituite da una coppia quark-antiquark. I mesoni più leggeri (pioni,
kaoni) hanno masse intermedie (da cui la denominazione) tra quelle
dell'elettrone e del protone.
METASTABILE (STATO, PARTICELLA)
In
fisica atomica, lo stato metastabile di un atomo, o di una molecola, o
di un nucleo atomico, è quello corrispondente a un livello energetico
eccitato avente una vita media relativamente elevata. In fisica delle
particelle elementari, le particelle metastabili sono quelle che
decadono tramite interazioni deboli o elettromagnetiche e che hanno vita
media molto più lunga della vita media delle particelle (instabili) che
decadono tramite interazioni forti.
MIGRAZIONE (AREA DI)
In
fisica nucleare, l'area di migrazione per i neutroni è il valore medio
(moltiplicato per il fattore 1/6) del quadrato della distanza che un
neutrone percorre in un dato mezzo dall'istante della sua formazione
come neutrone veloce, in un processo di fissione, all'istante del suo
assorbimento come neutrone termico; la radice quadrata di tale area è
detta lunghezza di migrazione.
MONOPOLO (MAGNETICO)
Polo
magnetico isolato o, per meglio dire, ipotetica particella costituente
il «quanto» di massa magnetica (in analogia con una carica elettrica),
di cui non è stata finora possibile l'individuazione sperimentale.
MONTECARLO (METODO)
In
statistica, metodo numerico, detto anche più esplicitamente metodo
montecarlo o Monte Carlo, basato su procedimenti probabilistici (donde
il riferimento a Monte Carlo, sede del noto casinò e simbolo del gioco
d'azzardo per antonomasia), per la risoluzione di problemi di varia
natura (in cui la probabilità di per sé non interviene necessariamente)
che presentano difficoltà analitiche non altrimenti o difficilmente
superabili.
MORTE (TERMICA)
In fisica la morte
termica è l'espressione metaforica, riferita in genere all'intero
Universo, con cui si indicano le ipotetiche conseguenze a lungo termine
dell'irreversibilità dei processi naturali, ossia del secondo principio
della termodinamica: l'Universo, in quanto sistema isolato, tenderebbe
progressivamente allo stato, uniforme e indifferenziato, di equilibrio
termico, raggiunto il quale cesserebbe ogni ulteriore possibilità di
cambiamento ed evoluzione.
MULTIPLETTO
Nella
spettroscopia atomica, gruppo di righe molto vicine tra loro, presenti
nello spettro di varie sostanze e che possono essere separate solo
attraverso uno spettroscopio di elevato potere risolutivo. Per
estensione, in fisica, è l'insieme di livelli energetici molto vicini, o
di stati con proprietà fisiche simili; in particolare, in meccanica
quantistica, rappresenta l'insieme degli stati che differiscono per il
valore di un solo numero quantico, quando questo può assumere più valori
distinti.
MUONE
Particella instabile (carica
positivamente o negativamente), appartenente alla famiglia dei leptoni,
chiamata anche, impropriamente, mesone μ perché la sua massa (pari a
206.8 volte quella dell'elettrone) risulta intermedia tra quella
dell'elettrone e quella del protone, soggetta a interazioni
elettromagnetiche e deboli con altre particelle.
MUONIO
In
fisica nucleare, sistema, analogo all'atomo di idrogeno, formato da un
muone positivo e da un elettrone: può essere considerato come un isotopo
leggero dell'idrogeno, nel quale il protone è rimpiazzato dal muone
positivo.
N
NABLA
Nell'analisi
vettoriale, operatore costituito dalle derivate parziali rispetto alle
tre coordinate spaziali, considerate formalmente come le tre componenti
di un vettore, e che permette di esprimere simbolicamente, sotto forma
di operazioni tra vettori, gli usuali operatori vettoriali come il
gradiente, la divergenza, il rotore e il laplaciano.
NEBBIA (CAMERA A NEBBIA)
La
camera a nebbia, o camera di Wilson, è un dispositivo (poi sostituito
dalla camera a bolle) per visualizzare traiettorie di particelle
ionizzanti, costituito da un recipiente cilindrico contenente aria
saturata con un vapore e all'interno del quale è possibile, per mezzo di
un pistone, provocare una brusca espansione adiabatica: questa, per
raffreddamento, causa la condensazione del vapore intorno agli ioni
prodotti dall'eventuale passaggio di una particella ionizzante, dando
luogo, in condizioni opportune di illuminazione, a una traccia visibile
che può essere fotografata.
NEGENTROPIA
Nella teoria
dell'informazione, la quantità d'informazione contenuta in un messaggio
e trasferita dal sistema trasmittente a quello ricevente, in quanto
tale quantità può essere espressa in termini probabilistici con una
formula analoga (a parte il segno opposto) a quella che esprime
l'entropia in termodinamica; talora tale quantità è detta semplicemente
entropia. Il termine è usato anche in ambito propriamente termodinamico,
soprattutto in biologia, nello studio di quei sistemi che si evolvono
verso stati di ordine e organizzazione crescenti, con particolare
riferimento al ruolo dell'informazione nella termodinamica dei sistemi
biologici.
NEUTRINO
Particella elementare priva di
carica elettrica e di spin 1/2 (fermione), appartenente alla famiglia
dei leptoni; più precisamente, a ciascun leptone carico è associato un
particolare neutrino, per cui esistono il neutrino elettronico,
associato all'elettrone, il neutrino muonico, associato al muone e il
neutrino tauonico, associato al leptone tau (ciascuno con la sua
corrispondente antiparticella, detta antineutrino). Postulati nel 1931
dal fisico teorico Pauli per giustificare lo spettro energetico degli
elettroni nei decadimenti radioattivi, i neutrini furono osservati
sperimentalmente solo nel 1955, in quanto, non risentendo né
dell'interazione forte né di quella elettromagnetica, la loro
interazione con la materia (e quindi la possibilità di rivelarli) è
estremamente debole; sono considerati generalmente particelle di massa
nulla, anche se l'ipotesi dell'esistenza di neutrini massivi, ossia di
neutrini dotati di massa ancorché piccolissima, è stata recentemente
introdotta per giustificare la massa mancante dell'universo.
NEUTRONE
Particella
elettricamente neutra, di spin 1/2 e massa di poco superiore a quella
del protone, insieme al quale è elemento costitutivo dei nuclei atomici;
può essere emesso dal nucleo in molte reazioni atomiche (per esempio,
bombardando nuclei di berillio con varie particelle) o nei processi di
fissione nucleare, è instabile allo stato libero (decade infatti in un
protone, un elettrone e un antineutrino con una vita media di circa 1000
secondi), ma può essere utilizzato per bombardare a sua volta altri
nuclei atomici, dando luogo alle reazioni nucleari a catena che vengono
utilizzate nei reattori nucleari, per la produzione di energia, e,
purtroppo, nelle armi nucleari. Si parla di neutroni veloci quando tali
reazioni sono innescate da neutroni di velocità prossima a quella con
cui sono emessi, e di neutroni termici quando questi sono
preliminarmente rallentati (o termalizzati). La stella di neutroni,
nelle correnti teorie astrofisiche, è uno dei tre possibili stadi finali
dell'evoluzione stellare, relativo alle stelle aventi massa compresa
tra 1.4 e 3 masse solari (quelle di massa minore evolvono in nane
bianche, mentre l'evoluzione di quelle di massa maggiore porterebbe alla
formazione dei buchi neri), le quali, dopo aver esaurito l'energia
prodotta dalle reazioni nucleari che le alimentano, e dopo aver subito
il processo di esplosione che dà luogo al fenomeno delle supernovae,
collassano sotto l'azione della loro gravità, che spinge gli elettroni
all'interno dei nuclei convertendo i protoni in un gas di neutroni
degeneri capace di fornire la pressione necessaria a porre fine alla
compressione. Poiché tali stelle devono essere caratterizzate da una
rapida rotazione e da un forte campo magnetico, le loro caratteristiche
osservabili sono quelle tipiche delle pulsar, che sono correntemente
identificate con esse.
NUCLEO
Il nucleo atomico è il corpuscolo, carico positivamente, di dimensioni dell'ordine di 10-14 m,
che costituisce la parte centrale dell'atomo, molto piccola rispetto
all'atomo stesso, ma nella quale si concentra quasi tutta la sua massa. È
caratterizzato da due numeri interi: il numero atomico, che coincide
con il numero d'ordine del corrispondente elemento chimico nel sistema
periodico degli elementi, e che, moltiplicato per il valore assoluto
della carica elettrica (negativa) dell'elettrone, rappresenta la carica
elettrica del nucleo; e il numero di massa, che approssima la massa del
nucleo, espressa in unità di massa atomica, cioè in multipli della massa
del nucleo di idrogeno (costituito da un solo protone),
convenzionalmente fissata pari a 1. Strutturalmente, è un aggregato di
protoni (carichi positivamente) e neutroni (elettricamente neutri),
tenuti insieme da forze (forze nucleari) che agiscono fra tutte le
coppie di nucleoni, e in generale prevalgono sulle forze coulombiane che
determinano una repulsione fra i protoni: poiché il protone e il
neutrone possono essere considerati due stati diversi di uno stesso ente
(il nucleone), il numero di massa di un nucleo è il numero dei suoi
nucleoni, mentre il numero atomico indica quanti di questi nucleoni sono
protoni. In particolare i nuclei isotopi sono nuclei dotati dello
stesso numero atomico ma di diverso numero di massa, i cui
corrispondenti atomi appartengono allo stesso elemento chimico; i nuclei
isobari sono invece nuclei dotati dello stesso numero di massa ma di
diverso numero atomico, che appartengono quindi ad atomi di elementi
diversi.
NUCLEOSINTESI
In fisica, il processo di
formazione dei nuclei atomici conosciuti a partire da preesistenti
nuclei di idrogeno e di elio, che ha caratterizzato, secondo le correnti
teorie cosmologiche, una delle fasi primordiali della storia
dell'universo, detta appunto fase della nucleosintesi o, semplicemente,
nucleosintesi.
NUCLIDE
Termine adoperato, in
alternativa a nucleo atomico e isotopo, per indicare in generale una
singola specie nucleare individuata da un numero stabilito sia di
protoni sia di neutroni; i nuclidi sono quindi indicati, come gli
isotopi, con il simbolo dell'elemento preceduto dai valori esprimenti il
numero atomico (in basso) e il numero di massa (in alto). Nei processi
di decadimento nucleare si chiama nuclide padre, o semplicemente padre,
il nuclide che decade, e nuclide figlio, o semplicemente figlio, il
nuclide risultante dal decadimento.
O
OLOGRAFIA
Metodo
di registrazione e di riproduzione di immagini tridimensionali basato
sull'impiego di un fascio di luce coerente emesso da un laser: tale
fascio viene indirizzato sia verso il soggetto da riprodurre sia verso
una lastra di materiale sensibile, in modo che l'interferenza tra la
luce che proviene direttamente dal laser (fascio di riferimento) e la
luce (anch'essa coerente) riflessa dal soggetto produca sulla lastra una
figura assimilabile a un reticolo di diffrazione (ologramma), la quale
contiene tutte le informazioni relative sia all'intensità sia alla fase
delle onde luminose che l'hanno prodotta; se l'ologramma viene, a sua
volta, illuminato dalla luce del laser, si ha, in seguito a un processo
di diffrazione, la ricostruzione completa (donde il nome) del fronte
d'onda che era stato emesso dal soggetto, la cui immagine stereoscopica
appare, attraverso la lastra e in piani posteriori, con prospettive
diverse a seconda del punto di osservazione. Successivi sviluppi hanno
reso possibile la produzione di immagini olografiche osservabili con la
luce bianca ordinaria: tale risultato si ottiene, nell'olografia in luce
bianca o di volume, registrando in un'unica lastra una serie di
ologrammi sovrapposti che, per interferenza, riflettono solo la
componente monocromatica della luce incidente che ricostruisce
l'immagine olografica, e, nell'olografia stampata, imprimendo (a partire
da una matrice) il reticolo di diffrazione che costituisce l'ologramma
su un supporto di plastica trasparente avente per sfondo uno strato
argentato riflettente. Con il termine olografia si fa riferimento anche a
tecniche analoghe di riproduzione di immagini tridimensionali che
utilizzano però forme di propagazione ondulatoria diverse dalla luce,
per esempio onde elastiche in un mezzo nell'olografia acustica, onde
radio ad alta frequenza nell'olografia a microonde.
OMEGA (PARTICELLE)
In
fisica, con la forma minuscola s'indica una classe di mesoni leggeri
senza sapore, di spin isotopico nullo e numero quantico di spin non
minore di 1, mentre nella forma maiuscola s'indica una classe di
barioni, o iperoni, con stranezza pari a -3 e spin isotopico nullo,
comprendente la particella omega meno, la cui scoperta ha avuto una
grande importanza per la classificazione degli adroni.
ONDA (FUNZIONE D')
Nella
formulazione ondulatoria della meccanica quantistica, l'onda di
probabilità o funzione d'onda è la funzione che rappresenta l'ampiezza
di probabilità associata a una particella.
ONDULATORIA (MECCANICA)
La
meccanica ondulatoria è la formulazione della meccanica, elaborata nei
primi decenni del 20° secolo per rendere conto del comportamento dei
sistemi atomici e subatomici (non spiegabile con le leggi della
meccanica classica), basata sull'idea che le particelle elementari si
propaghino sotto forma di onde materiali; più specificamente, la
descrizione dell'evoluzione temporale di un sistema microscopico per
mezzo di una funzione d'onda, il quadrato del cui modulo esprime,
istante per istante, la probabilità che il sistema si trovi in un
determinato stato: in questo senso, la meccanica ondulatoria è una delle
possibili formulazioni (tra loro equivalenti) della meccanica
quantistica.
OPERATORE
Nella meccanica quantistica,
sono detti operatori quegli enti matematici che si fanno corrispondere
alle osservabili (cioè alle grandezze che caratterizzano un sistema
fisico e che possono essere osservate e misurate), in modo che
l'applicazione di tali enti alla funzione di stato che rappresenta il
sistema permette di determinare il valore aspettato delle grandezze in
questione.
ORBITALE
in fisica atomica, con
riferimento a un determinato atomo, l'orbitale atomico è la funzione
d'onda associata a un elettrone in un determinato livello energetico e
con un particolare valore del momento angolare, la quale viene a
sostituire l'orbita ellittica dell'elettrone su cui era basato il
modello atomico di Bohr: tale funzione esprime, per ogni punto dello
spazio, la probabilità che ha l'elettrone di trovarsi in quel punto, e
viene spesso visualizzata con una «nuvola» la cui densità è
proporzionale alla probabilità in questione. In particolare, gli
orbitali molecolari sono quelli relativi agli elettroni degli atomi di
una molecola; gli orbitali degeneri rappresentano invece orbitali aventi
la stessa energia ma diversa orientazione spaziale.
OROLOGIO (PARADOSSO DELL')
Il
paradosso degli orologi è un'apparente contraddizione della teoria
della relatività, consistente nel fatto che la simmetria della legge di
dilatazione dei tempi (in base alla quale due osservatori in moto
inerziale uno rispetto all'altro vedono ciascuno l'orologio dell'altro
procedere più lentamente del proprio e quindi non possono stabilire
quale dei due è in quiete) sembrerebbe violata dal fatto che, dati due
orologi inizialmente in quiete nello stesso sistema di riferimento e
sincronizzati fra loro, se uno di essi prende a muoversi rispetto
all'altro per poi tornare nella posizione iniziale, l'orologio che si è
mosso segnerà un'ora che precede quella dell'orologio rimasto in quiete
(sarebbe quindi possibile distinguere lo stato di moto dallo stato di
quiete); il paradosso si risolve considerando che il primo orologio
deve, per tornare al punto di partenza, subire accelerazioni, cosicché
il suo moto non può essere sempre inerziale.
ORTOELIO
Forma atomica dell'elio in cui lo spin totale dei due elettroni orbitanti attorno al nucleo è uguale a uno (in unità h/2π).
ORTOPOSITRONIO
Una delle due varietà di positronio, cioè quella con spin totale del positrone e dell'elettrone uguale a uno (in unità h/2π).
OSCILLATORE
L'oscillatore
atomico, o molecolare, è costituito da un amplificatore maser mantenuto
in oscillazione permanente mediante un processo di reazione, che
riporta all'ingresso, con fase opportuna, una parte del segnale
d'uscita. L'oscillatore quantistico rappresenta un sistema microscopico
che costituisce l'analogo quantistico di un oscillatore armonico
classico: è caratterizzato da uno spettro di valori discreti
dell'energia distanziati tra loro di una quantità costante, pari al
prodotto della frequenza dell'oscillatore per la costante di Planck h.
OSSERVABILE
In
fisica, qualifica o anche, denominazione con cui vengono designate le
grandezze, nonché gli operatori ad esse associati, che definiscono lo
stato di un sistema microscopico, in quanto suscettibili di essere
misurate, pur essendo, a differenza di quanto avviene nella meccanica
classica, soggette al principio d'indeterminazione e quindi non tutte
determinabili simultaneamente con un singolo processo di misurazione (il
risultato del quale può, in generale, essere previsto solo in termini
probabilistici).
P
PARADOSSO (DI OLBERS)
Con
il paradosso di Olbers, partendo dall'ipotesi che l'universo sia
statico e infinito nel tempo e nello spazio, e che la distribuzione
delle stelle, o delle galassie, sia uniforme, si è costretti a
concludere, in contrasto con l'esperienza, che il cielo notturno
dovrebbe apparire intensamente e uniformemente illuminato: l'ipotesi di
partenza si rivela errata, essendo invece l'universo in espansione, come
si scoprì successivamente.
PARAPOSITRONIO
Una delle due varietà di positronio, ossia quella in cui gli spin dell'elettrone e del positrone sono antiparalleli.
PARITA'
Qualità
che contraddistingue le funzioni d'onda con le quali, in meccanica
quantistica, si descrive il comportamento ondulatorio di una particella:
gli stati descritti da funzioni pari, ossia che assumono valori uguali
per valori opposti delle coordinate spaziali, sono detti a parità pari o
positiva, mentre quelli descritti da funzioni che assumono valori
opposti per valori opposti delle coordinate spaziali sono detti a parità
dispari o negativa. Il principio di conservazione della parità è il
principio secondo il quale la parità della funzione d'onda di un sistema
isolato si conserva, e che può essere considerato la formulazione
matematica del principio fisico per cui un sistema e la sua immagine
speculare sono fisicamente identici. Infine con violazione della parità
s'intende la violazione del precedente principio, che, ritenuto fino al
1956 di validità universale, si è dimostrato non essere valido nelle
reazioni provocate dalle interazioni deboli.
PARTICELLA
Con
la locuzione particelle elementari si indicano genericamente i
componenti della materia al livello subnucleare, quali l'elettrone, il
fotone, il protone, ecc, e con la quale originariamente s'intendeva
sottolineare le caratteristiche di indivisibilità, stabilità e assenza
di struttura interna ritenute proprie di tali corpuscoli. Poiché queste
caratteristiche sono, in misura minore o maggiore, messe in discussione
dalla fisica moderna, sarebbe più appropriata la denominazione, peraltro
meno usata, particelle subnucleari. Con riferimento alla stabilità, si
distinguono particelle instabili, che decadono in altre particelle, e
particelle stabili, il cui decadimento non è mai stato osservato:
propriamente, sono stabili solo l'elettrone, il protone (?), i neutrini e
il fotone, ma si considerano solitamente tali anche tutte le particelle
che non decadono per interazione forte, e hanno quindi vita media
relativamente lunga, come il neutrone, il muone, il kaone, ecc. Con
riferimento alla struttura interna, gli adroni, ossia le particelle che
partecipano alle interazioni forti, come i mesoni, il protone, il
neutrone, ecc., ne risultano sicuramente dotati, e sono quindi
considerati, secondo le teorie correnti, stati legati di entità più
elementari, dette quark o partoni, mentre non ci sono evidenze
sperimentali di una struttura interna dei leptoni, ossia delle
particelle che non partecipano alle interazioni forti, come l'elettrone,
il muone, i neutrini, ecc.: l'insieme di tali circostanze, unito al
fatto che i quark e i leptoni, entrambi dotati di spin semintero,
presentano eleganti proprietà di simmetria, suggerisce che essi siano
gli elementi costitutivi della materia, ai quali si aggiungono i bosoni,
ossia le particelle a spin intero, come il fotone, i bosoni intermedi e
il gluone, aventi il ruolo di mediatori delle interazioni.
PARTONE
Particella
la cui esistenza è stata postulata per spiegare certe caratteristiche
sperimentali della diffusione di elettroni da bersagli di protoni e
neutroni; nel modello a partoni, tali particelle sono considerate parti
costituenti, da cui il nome, dei nucleoni, e possono essere identificate
con i quark e i gluoni.
PERTURBATIVO (CALCOLO)
Con
perturbazione s'intende il complesso di metodi matematici di calcolo
sviluppati nell'ambito della meccanica quantistica e delle teorie dei
campi, nelle quali le interazioni tra i campi possono essere introdotte
come perturbazioni, ossia piccole correzioni, alle equazioni che
descrivono il comportamento dei campi non interagenti.
PHI
Con
Φ s'indica una classe di mesoni leggeri, senza sapore, di spin
isotopico nullo e numero quantico ≥ 1, descrivibili come stati legati di
un quark strano e del corrispondente antiquark.
PICK-UP
In
fisica nucleare, la reazione di pick-up rappresenta la reazione in cui
una particella veloce interagisce con un nucleo catturando uno o più
nucleoni.
PIONE
Denominazione comune del mesone π,
particella elementare che interagisce fortemente con i nuclei ed esiste
in tre varietà dotate rispettivamente di carica elettrica positiva,
negativa e nulla: ha massa 273 volte quella dell'elettrone (264 per la
varietà con carica nulla), vita media brevissima (circa 2.6∙10-8 s per i pioni carichi, 10-16 s per i pioni neutri), momento di spin nullo.
POLARITONE
Propagazione accoppiata, in un cristallo, di un eccitone e di un fotone.
POLARIZZAZIONE
In
fisica delle particelle si parla di polarizzazione di un fascio di
particelle quando esiste una direzione lungo la quale risultano
preferenzialmente orientati gli spin delle particelle stesse,
distinguendo tra polarizzazione trasversale o longitudinale a seconda
che questa direzione sia ortogonale oppure parallela alla direzione di
moto del fascio.
POLARONE
Elettrone che si muove in
un cristallo polare inducendovi una polarizzazione dielettrica che a sua
volta modifica il moto dell'elettrone: tale interazione non solo
provoca la diffusione dell'elettrone, ma ne altera anche l'energia e la
massa effettiva.
POSITRONE
Sinonimo di elettrone
positivo, ossia l'antiparticella dell'elettrone, scoperta nel 1932 dal
fisico statunitense Anderson, la cui esistenza era stata prevista
precedentemente dal fisico teorico inglese Dirac.
POSITRONIO
Sistema
instabile costituito da un positrone e un elettrone, che costituiscono
uno stato legato simile a quello del protone e dell'elettrone nell'atomo
di idrogeno; a seconda che gli spin del positrone e dell'elettrone
siano paralleli o antiparalleli si hanno due varietà, dette
rispettivamente parapositronio e ortopositronio, distinte per la vita
media molto diversa (rispettivamente 10-10 s e 10-7 s) e per il modo di decadimento, in due fotoni per il parapositronio e in tre fotoni per l'ortopositronio.
PROTONE
Particella elementare stabile (?), di massa 1.00728 unità di massa atomica, cioè 1.6748∙10-27
kg, pari a quella del nucleo di idrogeno; di carica positiva pari, in
valore assoluto, a quella dell'elettrone; di spin 1/2, pari a quello
dell'elettrone, e momento magnetico pari a 2.79276 magnetoni nucleari.
Si identifica con lo ione idrogeno, cioè con un atomo d'idrogeno privo
del suo elettrone. I protoni costituiscono, insieme ai neutroni, il
nucleo atomico; il loro numero nel nucleo di un determinato elemento è
il numero atomico dell'elemento medesimo.
PROTONIO
Atomo esotico costituito da un protone intorno a cui orbita un antiprotone.
PSI (MESONI)
Mesoni pesanti, di spin isotopico nullo e parità negativa, composti da una coppia di un quark c e del relativo antiquark.
Q
QUADRICORRENTE
Quadrivettore
la cui componente temporale è la densità di probabilità e quella
spaziale è la densità di corrente di probabilità; svolge un ruolo
determinante nella teoria dei campi.
QUADRIDIVERGENZA
Operatore
differenziale che, applicato a un quadrivettore, dà luogo a uno scalare
pari alla somma delle derivate parziali di ognuna delle quattro
componenti del quadrivettore rispetto alla relativa coordinata.
QUADRIGRADIENTE
Operatore
differenziale che, applicato a uno scalare, dà luogo a un quadrivettore
le cui componenti sono le derivate parziali dello scalare rispetto alle
quattro coordinate.
QUADRIMPULSO
Quadrivettore,
detto anche quadrimomento, che ha come componenti spaziali le tre
componenti dell'impulso, o quantità di moto, di un punto o di un sistema
e come componente temporale l'energia totale del punto o del sistema
stesso; per un sistema si parla anche di quadrimpulso totale.
QUADRIPOTENZIALE
Quadrivettore ottenuto associando alle tre componenti del potenziale vettore come quarta componente il potenziale scalare.
QUADRIVETTORE
Vettore
definito in uno spazio a quattro dimensioni, e quindi definito da
quattro componenti: particolarmente importanti i quadrivettori ottenuti
associando alle tre componenti di un vettore ordinario (trivettore),
nell'usuale spazio a tre dimensioni (componenti spaziali), una data
componente temporale.
QUADRUPOLO (TRANSIZIONE DI)
In
fisica nucleare la transizione di quadrupolo è l'emissione di un fotone
γ da parte di un nucleo il cui momento angolare varia di 2 unità; se la
parità non varia, si parla di transizione di quadrupolo magnetico,
altrimenti di transizione di quadrupolo elettrico.
QUANTIZZAZIONE
Procedimento
mediante il quale, in base alle regole stabilite dalle teorie
quantistiche, vengono determinati i valori discreti che possono
assumere, in particolari circostanze, le grandezze fisiche (energia,
momento angolare, spin, ecc) che caratterizzano un sistema fisico. Nella
teoria quantistica dei campi, la seconda quantizzazione descrive
l'operazione con cui si procede alla quantizzazione dei campi che
rappresentano le particelle, attraverso la quale si possono descrivere
sia la creazione sia la distruzione di particelle (o di antiparticelle).
QUANTO
Termine
usato per indicare la «quantità» indivisibile, il valore più piccolo
fisicamente possibile di una data grandezza variabile con discontinuità,
come pure la particella elementare associata a un dato campo di forze
nelle teorie quantistiche.
QUARK
In fisica delle
particelle, denominazione data (1964) dal fisico statunitense Gell-Mann
ai costituenti fondamentali della materia adronica, cioè di tutte le
particelle osservate che sono soggette alle interazioni forti.
L'esistenza di tali costituenti è attestata da numerose evidenze
sperimentali, per quanto non siano mai stati osservati quark isolati,
nonostante i molti tentativi di rivelarli con tecniche diverse: tale
circostanza ha portato a formulare una teoria delle interazioni forti,
detta cromodinamica quantistica, che attribuisce il confinamento dei
quark all'interno degli adroni osservati a meccanismi legati a un numero
quantico interno, detto colore. In base alle proprietà osservate i
quark sono fermioni (hanno cioè spin 1/2) e hanno carica frazionaria,
pari a -1/3 o 2/3 della carica del protone; ogni tipo di quark è
replicato in tre colori. I tipi (o sapori, come si dice per distinguere
questo numero quantico da quello di colore) di quark finora individuati
sono 6, indicati con le lettere u, d, s, c, b e t. I primi due sono i
costituenti dei protoni e dei neutroni, ossia della materia ordinaria,
il terzo è presente nelle particelle strane, il quarto in quelle dotate
di charm, il quinto in particelle dotate di un numero quantico detto in
gergo beauty. Il quark t, scoperto recentemente (1995), essendo molto
pesante, decade così rapidamente che non fa in tempo a formare
particelle adroniche.
QUARKONIO
Famiglia di mesoni
costituiti da un quark e da un antiquark dotati dello stesso sapore:
esempi di quarkonio sono il charmonio, il toponio, ecc.
QUASIPARTICELLA
Nome
delle eccitazioni elementari di un sistema condensato che vengono
considerate per descrivere le loro interazioni a bassa temperatura e
poterne dedurre le proprietà termodinamiche del sistema.
Nessun commento:
Posta un commento