Cromodinamica Quantistica
Ci sono quattro forze della Natura: “la gravità” come si è visto in moti celesti e descritto dalla teoria della relatività generale”; la “forza elettromagnetica” come si vede nell’interazione tra il nucleo e gli elettroni; la “forza debole”, che descrive il decadimento beta di un nucleo (la “forza elettromagnetica” e la “forza debole”, sono state unificate nell’electro teoria debole); e la “forza forte” che agisce tra i quark e i gluoni, che formano protoni e neutroni.
Il nostro impegno di ricerca presso il RIKEN BNL Research Center (RBRC) si concentra su un’ampia varietà di fenomeni causati dalla “Forza forte.”Questi fenomeni vari e complessi includono il processo di creazione della materia dopo il Big Bang. Questa “Forza forte” è descritta attraverso una teoria chiamata QCD (Cromodinamica quantistica). Noi di RBRC stiamo portando avanti i nostri progetti di ricerca al fine di chiarire vari fenomeni fisici portati dalla “Forza Forte” dai principi di QCD.
Il nucleo è al centro degli atomi che formano tutta la materia. I nucleoni (protoni e neutroni) sono i componenti del nucleo. Questo nucleone è costituito da quark e gluoni, la funzione dei gluoni è di essere la colla che lega i quark. In un vuoto normale, quark e gluoni sono legati dalla Forza Forte e “confinati” nel nucleone.
Questa Forza Forte ha molti caratteri molto interessanti; la proprietà chiamata “libertà asintotica” è che la forza è relativamente debole quando i quark sono vicini tra loro, e diventa sempre più forte quando sono sempre più distanti, trovata da D. J. Gross, H. D. Politzer e F. Wilczek (Premio Nobel nel 2004). Questa proprietà insieme alla previsione della “rottura della simmetria di parità” (Premio Nobel nel 2008) di TD Lee, direttore emerito di RBRC, con C. N. Yang, sono due dei fondamenti della fisica delle particelle e nucleare contemporanea.
Altre proprietà importanti della Forza Forte includono la ” Rottura spontanea della simmetria “(Premio Nobel nel 2008) fondata da Y. Nambu, così come la “Rottura della simmetria di carica-Parità” di M. Kobayashi e T. Maskawa (Premio Nobel nel 2008), che svolge un ruolo essenziale nella ricerca della legge ultima della fisica che comprende la gravità. Tutte queste “rotture di simmetria” nella QCD (Cromodinamica quantistica) continuano ad essere il grande tema della ricerca condotta presso RBRC.
