Carica centrale

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In fisica teorica, una carica centrale è un operatore Z che commuta con tutti gli operatori di simmetria. L'aggettivo "centrale" si riferisce al centro del gruppo di simmetria, ovvero al sottogruppo degli elementi che commutano con tutti gli altri elementi del gruppo originale o quello di un'algebra di Lie. In alcuni casi una carica centrale può pure commutare con tutti gli altri operatori, compresi gli operatori che non sono generatori di simmetrie.

Nelle teorie con supersimmetria, questa definizione può essere generalizzata per includere supergruppi e le superalgebre di Lie. Una carica centrale è un operatore che commuta con tutti gli altri generatori di supersimmetria. Nelle teorie con supersimmetria in genere si hanno molti operatori di questo tipo.

La teoria della supersimmetria[modifica | modifica sorgente]

Exquisite-kfind.png Per approfondire, vedi Supersimmetria.

Alcune coppie

Particella Spin Partner Spin
Elettrone \tfrac{1}{2} Selettrone 0
Quark \tfrac{1}{2} Squark 0
Neutrino \tfrac{1}{2} Sneutrino 0
Gluone 1 Gluino \tfrac{1}{2}
Fotone 1 Fotino \tfrac{1}{2}
Bosone W 1 Wino \tfrac{1}{2}
Bosone Z 1 Zino \tfrac{1}{2}
Gravitone 2 Gravitino \tfrac{3}{2}

Nella fisica delle particelle, la supersimmetria (o SUSY da SUperSYmmetry) è una simmetria che trasforma particelle bosoniche (che possiedono spin intero) in particelle fermioniche (che hanno spin semi-intero) e viceversa. Infatti, in relazione ad una trasformazione di supersimmetria, ogni fermione ha un superpartner bosonico ed ogni bosone ha un superpartner fermionico. Le coppie sono state battezzate partner supersimmetrici, e le nuove particelle vengono chiamate appunto spartner, superpartner, o sparticelle. Più precisamente, il superpartner di una particella con spin s ha spin

s-\frac{1}{2}

alcuni esempi sono illustrati nella tabella. Nessuna di esse è stata fino ad ora individuata sperimentalmente, ma si spera che il Large Hadron Collider del CERN di Ginevra possa assolvere a questo compito a partire dal 2009, quando verrà messo in funzione. Infatti per il momento ci sono esclusivamente prove indirette dell'esistenza della supersimmetria. Siccome i superpartners delle particelle del Modello Standard non sono ancora stati osservati, la supersimmetria, se esiste, deve necessariamente essere una simmetria rotta così da permettere che i superpartners possano essere più pesanti delle corrispondenti particelle presenti nel Modello Standard.

Supercarica[modifica | modifica sorgente]

In fisica teorica, una supercarica è un generatore di una trasformazione di supersimmetria. Le supercariche (generalmente indicate con il simbolo Q) sono operatori che trasformano stati bosonici in stati fermionici e viceversa. Dal momento che le supercariche trasformano stati con spin semi-intero in stati con spin intero e viceversa, esse hanno carattere fermionico e pertanto sono rappresentate da operatori spinoriali.

I bosoni di gauge[modifica | modifica sorgente]

Exquisite-kfind.png Per approfondire, vedi Bosoni di gauge.

In fisica delle particelle, i bosoni di gauge sono particelle elementari che hanno il compito di trasportare le forze fondamentali della Natura.

In particolare, le particelle elementari, le cui interazioni sono descritte dalla teoria di gauge, esercitano forze su ogni altra particella mediante lo scambio di bosoni di gauge.

Nel modello standard ci sono tre tipi di bosoni di gauge: i fotoni, i gluoni e i cosiddetti "bosoni deboli", cioè i bosoni W e Z (anche detti più precisamente "bosoni vettori intermedi W e Z"). Questi tre tipi di bosoni sono tutti bosoni vettori, noti anche come bosoni vettori intermedi, e sono i responsabili delle tre forze principali, rispettivamente in ordine: Forza elettromagnetica, Forza nucleare forte, Forza nucleare debole. I fotoni sono i bosoni di gauge delle interazioni elettromagnetiche (forza elettromagnetica), i gluoni sono i bosoni delle interazioni forti (forza forte), e i bosoni W e Z sono i bosoni delle interazioni deboli (forza debole).

Altre superparticelle[modifica | modifica sorgente]

Voci correlate[modifica | modifica sorgente]

Bibliografia[modifica | modifica sorgente]

  • Junker G. Supersymmetric Methods in Quantum and Statistical Physics, Springer-Verlag (1996).
  • Kane G. L., Shifman M., The Supersymmetric World: The Beginnings of the Theory World Scientific, Singapore (2000). ISBN 981-02-4522-X.
  • Weinberg Steven, The Quantum Theory of Fields, Volume 3: Supersymmetry, Cambridge University Press, Cambridge (1999). ISBN 0-521-66000-9.
  • Wess, Julius, and Jonathan Bagger, Supersymmetry and Supergravity, Princeton University Press, Princeton, (1992). ISBN 0-691-02530-4.
  • Bennett GW, et al; Muon (g−2) Collaboration, Measurement of the negative muon anomalous magnetic moment to 0.7 ppm in Physical Review Letters, vol. 92, n. 16, 2004, p. 161802. DOI:10.1103/PhysRevLett.92.161802, PMID 15169217.
  • (EN) Cooper F., A. Khare, U. Sukhatme. Supersymmetry in Quantum Mechanics, Phys. Rep. 251 (1995) 267-85 (arXiv:hep-th/9405029).
  • (EN) D.V. Volkov, V.P. Akulov, Pisma Zh.Eksp.Teor.Fiz. 16 (1972) 621; Phys. Lett. B46 (1973) 109.
  • (EN) V.P. Akulov, D.V. Volkov, Teor.Mat.Fiz. 18 (1974) 39.

Collegamenti esterni[modifica | modifica sorgente]

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