Le risposte a queste domande giacciono tutte nella supersimmetria (o nella sua versione locale, la supergravita’). Tutte queste particelle sono stati fisici possibili di una teoria dotata di una simmetria che comprende l’invarianza relativistica, oltre a delle trasformazioni che per cosi’ dire “mescolano” insieme stati che rappresentano fermioni (quali per esempio sono gli elettroni, o i quark) a stati che rappresentano bosoni (quali per esempio sono scalari di Higgs o fotoni).
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\nLa matematica del XX secolo ha fornito un insieme di metodi per determinare quali “regole” devono rispettare gli stati di una teoria perche’ questa teoria sia invariante sotto un certo gruppo di trasformazioni. Questo insieme di metodi si chiama “teoria delle rappresentazioni (irriducibili) dei gruppi”. Nel linguaggio di questa fisica teorica, gli stati possibili del sistema si raggruppano in “rappresentazioni irriducibili”. Questi sono insiemi di stati (in realta’ spazi di Hilbert) sui quali le trasformazioni di simmetria vengono “rappresentate” (da cui il nome) come trasformazioni lineari. Quando vengono classificati in maniera puramente algebrica, questi raggruppamenti di stati che la simmetria “mescola” tra di loro sono detti multipletti (con varii attributi e\/o prefissi per qualificarli ulteriormente).
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\nE’ dimostrabile che non e’ possibile estendere l’invarianza relativistica in altro modo che con l’introduzione della supersimmetria. Poiche’ questa puo’ trasformare uno stato di bosoni in uno di fermioni, una teoria supersimmetrica deve includere per ogni campo bosonico un campo “partner” (come si suol dire) fermionico. Cosi’ il gravitino e’ il partner fermionico del gravitone. Non e’ stato introdotto a mano, ma e’ il risultato della richiesta di invarianza supersimmetrica della teoria.
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\nIl gravifotone e il graviscalare sono campi che compaiono, tra gli altri, nelle teorie di supergravita’ accoppiata a certi campi vettoriali (simili al fotone) in 4 dimensioni con 4 generatori di supersimmetria. Nemmeno questi sono introdotti a mano, ma sono il risultato della richiesta che la teoria sia supersimmetrica.
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\nIl goldstino viene fuori dalla rottura spontanea della supersimmetria globale (cioe’ quando la trasformazione non dipende dal punto). Per simmetrie di gauge (come l’invarianza dell’elettrodinamica) la rottura spontanea di simmetria fa venire fuori un bosone di Goldstone. Per la supersimmetria (decisamente una simmetria particolare) cio’ che viene fuori e’ un fermione di Goldstone: appunto il goldstino. Tecnicamente succede che il vuoto (cioe’ lo stato fondamentale in una teoria di campo) non e’ invariante sotto la supersimmetria (in genere accade che non c’e’ un solo stato di vuoto, ma piu’ stati di vuoto diversi, e la supersimmetria li trasforma tra di loro). Allora tra le particelle della teoria compare questa particella a massa nulla.
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\nIn altre parole tutta questa zoologia non viene introdotta a mano, ma e’ il risultato della richiesta di invarianza supersimmetrica della teoria. Per cosi’ dire questi campi vengono compresi nel prezzo con la supersimmetria (o forse ne sono proprio il prezzo…ancora non sono stati rivelati partner supersimmetrici delle particelle elementari note).<\/p>\n
Mauro Riccardi <\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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