E’ possibile paragonare la chiralita’ di
\n un sistema all’orientamento dell’asse di rotazione di una sfera ruotante
\n rispetto alla sua direzione di moto. Nella figura si vede una pallina
\n che ruota e che si sposta verso destra; se si indica con il pollice la
\n direzione di spostamento allora il senso di rotazione si puo’ indicare
\n con il verso delle dita della mano destra: questo ‘sistema’ e’ destrorso.
\n Se si inverte la direzione di spostamento, lasciando lo stesso senso di
\n rotazione, avremo un sistema sinistrorso. Questi due sistemi hanno quindi
\n una chiralita’ definita.<\/p>\n
\n <\/p>\n
![\"\"\/](\"..\/..\/esperti\/fis\/qgp\/hand-spin.gif\")
\n \n <\/p>\n
Ora sul sistema fisico agiranno delle forze; Le interazioni (=forze) agiscono sullo stato \n S<\/span><\/b>: \n La trasformazione S<\/b> si chiama trasformazione Naturalmente la simmetria e’ legata all’interazione Ad esempio se consideriamo uno stato fisico Nel caso di interesse del lettore gli stati T<\/b>R<\/sub>: q<\/i><\/span>R<\/sub> Nel limite in cui le masse dei quark sono In realta’ le masse dei quark piu’ leggeri ma restano pur sempre piccole rispetto l’energia Ma la realta’ non e’ cosi’ semplice; se applichiamo Quindi, in qualche modo, la simmetria intrinseca Questa apparente contraddizione viene spiegata \n Rottura spontanea della simmetria chirale<\/b><\/p>\n Per descrivere la rottura spontanea di simmetria \n <\/p>\n Nel nostro caso la disposizione ordinata e Le due forme geometriche rappresentano l’interazione \n <\/p>\n Il nostro stato e’ rappresentato da una pallina Ma la simmetria e’ ancora presente; muovendo \n Il Quark-Gluon Plasma (QGP)<\/b><\/p>\n La violazione della simmetria chirale si realizza Questa rottura di simmetria e’ simile a quella In questo nuovo stato la simmetria chirale Si cerca di riprodurre questo stato di materia Il plasma che si forma ha una durata brevissima Le indicazioni dell’avvenuta creazione del \n Riferimenti bibliografici<\/b><\/p>\n I temi descritti sono pertinenti alla teoria \n <\/p>\n [1] [2] [3] [4] [5] [6] \n Note:<\/b><\/p>\n
\n se consideriamo le nostre sfere come delle masse dominera’ la forza di
\n gravita’, se si tratta di particelle elementari prevarra’ la forza elettromagnetica,
\n debole o forte (per una descrizione delle particelle elementari e delle
\n forze fondamentali vedi ad es. la risposta di Stefano Argiro’ su http:\/\/www.vialattea.net\/esperti\/php\/risposta.php?num=8337<\/a>).\n <\/p>\n
\n del sistema, modificandolo. Tuttavia possono esistere due (o piu’) stati,
\n chiamiamoli A<\/i> e A’<\/i>, che si ottengono l’uno dall’altro tramite
\n una trasformazione (si pensi ad esempio ad una rotazione), e che sono
\n equivalenti dal punto di vista dell’interazione in esame (ad esempio seguono
\n entrambi la stessa traiettoria). Indichiamolo simbolicamente come:<\/p>\n
\n A<\/i> –> A’<\/i> (S<\/b> trasforma A<\/i> in A’<\/i>) <\/p>\n
\n di simmetria.<\/p>\n
\n sotto esame; si dice che l’interazione possiede la simmetria S<\/b>.\n <\/p>\n
\n generico A<\/i> con chiralita’ definita e riusciamo a trovare una trasformazione
\n T<\/span><\/b> che fa passare A<\/i>
\n ad uno stato A’<\/i> anch’esso con chiralita’ definita, possiamo dire
\n che l’interazione \u00e8 simmetrica rispetto la trasformazione chirale T<\/b>.<\/p>\n
\n fisici sono quark e gluoni, le cui intereazioni sono forti e vengono descritte
\n con il modello della Quanto-Cromo-Dinamica (QCD). Indicando con q<\/i><\/span>L<\/sub>
\n e q<\/i><\/span>R<\/sub> gli stati
\n di quark sinistrorsi e destrorsi allora avremo due trasformazioni chirali
\n su questi stati che lasciano i quark nel loro stato di chiralita’ definito:<\/p>\n
\n –> q<\/i><\/span>R<\/sub>‘
\n e T<\/b>L<\/sub>: q<\/i><\/span>L<\/sub>
\n –> q<\/i><\/span>L<\/sub>‘
\n (1<\/sup><\/a>)<\/p>\n
\n nulle, queste trasformazioni esistono, ovvero la QCD possiede la simmetria
\n chirale.<\/p>\n
\n , up (u<\/i>) e down (d<\/i>) e strange (s<\/i>), non sono nulle,<\/p>\n
\n di legame negli adroni (circa 200MeV): la simmetria chirale e’ ancora
\n parzialmente valida(2<\/sup><\/a>).<\/p>\n
\n queste trasformazioni chirali a stati aggregati di quark (ovvero adroni),
\n ad esempio i mesoni p <\/font><\/font>
\n e r<\/font><\/font> otteniamo delle nuove
\n particelle, la s<\/font><\/font> e la a<\/font>1<\/sub>,
\n che, per quanto detto, dovrebbero avere proprieta’ simili al p
\n <\/font><\/font> e r<\/font><\/font>, in
\n particolare dovrebbero avere masse comparabili. Ma ad esempio il mesone
\n r <\/font><\/font>ha una massa di 770MeV,
\n dove a<\/font>1<\/sub> pesa 1260MeV, quasi il doppio!
\n E questa differenza non puo’ certo essere spiegata dalla piccola violazione
\n che ha portato alla PCAC.<\/p>\n
\n <\/i>della QCD e’ stata violata. Ma che essa sia presente e valida viene
\n mostrato da altre considerazioni e misure (in particolare la cosiddetta
\n relazione di Goldberger-Treiman, che fornisce la costante di accoppiamento
\n p<\/font><\/font>-nucleone, in ottimo accordo
\n con quella sperimentale).<\/p>\n
\n dalla rottura spontanea di simmetria.<\/p>\n
\n si puo’ usare un’analogia dovuta a A. Salam. Consideriamo un tavolo rotondo
\n con molte persone seduto intorno ad esso. Ogni posto ha naturalmente un
\n piatto, forchette, tovagliolo, etc. Ma i commensali sono cosi’ stretti
\n tra loro che non sanno se il loro tovagliolo e’ quello sulla destra o
\n sulla sinistra. Si ha quindi una simmetria destra-sinistra; non si e’
\n in grado di distinguere tra tovagliolo destro o sinistro. Ma appena qualcuno
\n prende una posata o un tovagliolo (e la natura impone che prima o poi
\n cio’ accada!) allora la simmetria e’ rotta e ognuno sa quale posata e
\n tovagliolo prendere.<\/p>\n
\n simmetrica delle posate e’ data dalla QCD, che, come detto, possiede la
\n simmetria chirale. La rottura di questa simmetria e’ data dalla tendenza
\n che qualunque sistema fisico ha, di raggiungere lo stato di energia minima,
\n ovvero lo stato fontamentale. Lo stato fondamentale pero’ non e’ simmetrico
\n e quindi manifestera’ comportamenti che violano la simmetria. Possiamo
\n vederlo con un’analogia classica, mostrata in figura.<\/p>\n
\n sotto studio: si vede che entrambe sono simmetriche.<\/p>\n![\"\"\/](\"..\/..\/esperti\/fis\/qgp\/Rottura-spontanea.gif\")
\n \n <\/p>\n
\n che si muove all’interno di questi oggetti. Nel caso (a) la pallina si
\n adagera’ al centro, e quindi il suo stato fondamentale e’ ancora simmetrico.
\n Nel caso (b), se poniamo la pallina al centro, vediamo che rotolera’ via
\n e sara’ costretta a scegliere un punto lontano dal centro: la simmetria
\n e’ rotta! La rottura e’ stata spontanea, poiche’ la particella ha dovuto
\n scegliere una certa direzione per poter raggiungere lo stato fondamentale.\n <\/p>\n
\n la palla lungo l’avvallamento si resta nello stato fondamentale. In questo
\n modo si possono spiegare le contraddizioni viste in precedenza.<\/p>\n
\n praticamente con la creazione di coppie di quark-antiquark dette condensati
\n di quark. <\/p>\n
\n che si osserva nei ferromagneti o in alcuni stati solidi, in cui le molecole
\n si aggregano tra di loro e assumono delle direzioni privilegiate. E similmente
\n a questi le condensazioni di quark possono venire rotte all’aumentare
\n della temperatura e della densita’. Ovvero si ha una transizione di fase
\n al raggiungimento di determinate temperature e densita’, cosi’ come un
\n solido passa allo stato liquido alla sua temperatura di fusione.<\/p>\n
\n viene ristabilita e la materia nucleare cambia profondamente le sue proprieta’.
\n Quark e gluoni non intereagiscono piu’ a formare adroni ma possono venir
\n trattati separatamente come componenti del quark-gluon plasma (QGP), che
\n e’ il nome dato a questo nuovo stato nucleare. Calcoli teorici della QCD
\n indicano questa transizione a circa 150MeV, ovvero a temperature dell’ordine
\n di 1012<\/sup> \u00b0K, che possono essere state raggiunte solo nei
\n primi istanti (circa 10 microsecondi) dopo il big bang.<\/p>\n
\n facendo collidere tra loro nuclei di atomi pesanti (piombo, oro) ad energie
\n dell’ordine di 100GeV per nucleone, tali da raggiungere le densita’ e
\n temperature richieste. <\/p>\n
\n (dell’ordine di 10-23<\/sup> s) e si raffredda immediatamente dando
\n origine ad adroni (maggiormente p<\/font><\/font>)
\n che vengono osservati nel rivelatore. Quindi l’identificazione del QGP
\n puo’ essere solo indiretta.<\/p>\n
\n QGP possono essere di vario tipo, (si veda il riferimento [5] per maggiori
\n approfondimenti), e vari esperimenti sono stati pensati e realizzati per
\n rivelarne le tracce. Un riferimento ad essi si puo’ trovare in [3]. Inoltre
\n altri sono attualmente in costruzione, come ad esempio PHOENIX, HADES,
\n al quale i riferimenti [1] e [2] sono dedicati.<\/p>\n
\n quantistica dei campi ed alla QCD, di cui e’ necessario conoscere le basi
\n e il formalismo. In questo caso e’ possibile fare direttamente riferimento
\n agli articoli che ho indicato il [4] e [5]; quest’ultimo, piu’ discorsivo,
\n fornisce un sommario degli aspetti teorici che sperimentali della ricerca
\n del QGP. Invece un articolo divulgativo sull’argomento lo si trova sul
\n fascicolo del maggio 1999 di “Le Scienze” ([6]). <\/p>\n
\n Presentazione di P.Finocchiaro su simmetria chirale, interazioni leptoni-adroni.
\n http:\/\/pfmac.lns.infn.it\/www\/activity\/Hades_slides.pdf<\/a><\/p>\n
\n Relazione generale dell’esperimento HADES
\n http:\/\/pfmac.lns.infn.it\/~hades\/documents\/Relazione_G3_2001.pdf<\/a><\/p>\n
\n Presentazione generale del quark-gluon plasma e degli esperimenti correlati:
\n http:\/\/cern.web.cern.ch\/CERN\/Announcements\/2000\/NewStateMatter\/<\/a><\/p>\n
\n “Introduction to Chiral Symmetry” V.Koch
\n http:\/\/arXiv.org\/ps\/nucl-th\/9512029<\/a><\/p>\n
\n “The Search for the Quark-Gluon Plasma” J.W.Harris – B.Mueller
\n http:\/\/arXiv.org\/ps\/hep-ph\/9602235<\/a><\/p>\n
\n “Un piccolo big bang” – M. Mukerjee
\n Le Scienze, 369 (maggio 1999)<\/p>\n