Particelle dell'Universo - UN LIBRO DA COLORARE DELL'ESPERIMENTO ATLAS
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Particelle
dell'Universo
UN LIBRO DA COLORARE
DELL'ESPERIMENTO ATLAS
Illustrazioni particelle di Carolina De Luca
Illustrazioni addizionali di Mariana Velho
Testi e Sviluppo Progetto di
Katarina Anthony and Mariana Velho
Traduzione di Antonio Vivace
Scopri di più su atlas.cern/colouring-book
Copyright contenuto: Esperimento ATLAS © 2021 CERNDisegna la tua particella! Esplorando l’Universo
delle Particelle
Tutto attorno a te è fatto di particelle: questo libro, il
tuo corpo... persino il tuo cane!
Le particelle sono i mattoncini di
cui è fatta tutta la materia e sono
responsabili delle forze.
Dato che le particelle sono molto piccole,
non le puoi vedere ad occhio nudo.
Dobbiamo usare enormi microscopi -
come il Grande Collisore di Adroni (LHC) -
per trovare e studiare queste particelle.
Quale
Nome della particella: particella hai
trovato?
Mi hai scoperto!
Caratteristiche della tua particella: Sono una
particella quark
up.
16 1L’LHC si trova in un tunnel sotto terra, 100 metri sotto il Il BOSONE DI HIGGS è un tipo diverso di particella. È connesso ad un
confine tra Francia e Svizzera. campo di energia che esiste ovunque nell’Universo! Quando la materia
interagisce con questo campo, acquisisce massa.
Sono il
bosone di Higgs. Il
mio nome deriva da
Peter Higgs, che vinse
il Premio Nobel nel
2013!
LHC
LE DÉTECTEUR ATLAS
Esperimento ATLAS
Il LHC accelera le particelle ad una velocità vicina a quella della luce prima di
farle scontrare. Le collisioni producono nuove
particelle elementari che possono essere rilevate dall’esperimento ATLAS!
Per quasi 50 anni, gli scienziati di tutto il
mondo hanno cercato il bosone di Higgs.
È stato finalmente scoperto dagli
esperimenti ATLAS e CMS al CERN nel 2012!
Questo libro da colorare ti
introdurrà alle particelle che La scoperta del bosone di Higgs ha segnato la fine di un
abbiamo scoperto finora! capitolo di scoperte scientifiche.
Cosa pensi che scopriranno adesso gli scienziati?
2 15L’INTERAZIONE DEBOLE è la forza fondamentale responsabile di molte
reazioni nucleari e forme di radioattività.
Di cosa siamo fatti?
Se guardi dentro il tuo corpo, troverai una molecola
essenziale per la vita: è il tuo DNA!
Sono un Bosone
W e ho una carica
elettrica.
I bosoni W e Z sono
circa 100 volte più Sono un
Bosone Z e
pesanti del protone. non ho alcuna
carica
elettrica.
L’Interazione debole ha due tipi di
DNA
particelle forza: i bosoni W e Z. Funziona
solo entro piccole distanze!
Tutte le molecole - incluso il tuo DNA - sono fatte
di atomi. Diverse combinazioni di atomi formano
diverse molecole.
L’Interazione debole può trasformare i
protoni in neutroni (e viceversa).
Questo causa una reazione a catena che
continua a far bruciare il Sole.
14 3Gli atomi sono fatti di particelle ancora più I fotoni sono i portatori della FORZA ELETTROMAGNETICA.
ATOMO
piccole.
Sono un fotone!
Al centro, c’è un nucleo fatto di Sono l’unica
particella
protoni e neutroni. Il nucleo è elementare
circondato da elettroni. visibile ad occhio
nudo - ma solo
se ho l’energia
giusta.
Nucleo
Elettrone
Continua ad ingrandire e Nucleo
troverai altre particelle!
n
La forza elettromagnetica può
eut
protone
ro
quark trovarsi ovunque intorno a
ne
ne
up noi: onde radio, campi
e
tro
magnetici, raggi X e la luce del
neu
neutrone
quark quark
sole sono tutte manifestazioni
proton
down down p ro
ton dell’energia elettromagnetica
e e
tron
neu
Neutrone
I protoni e i neutroni sono fatti di quark
particelle elementari chiamate down
quark. Se hai utilizzato un magnete o sfregato
quark quark
up up
un palloncino contro i tuoi capelli, hai
percepito la forza elettromagnetica!
Protone
Le particelle elementari non posso essere divise in nient’altro. Ne abbiamo
trovate di 3 tipi: quark, leptoni e particelle-forza. Quante sorgenti di energia elettromagnetica ci sono nella tua stanza?
4 13Ecco le particelle-forza! ECCO I QUARK!
I gluoni sono i portatori della forza
più potente nell’Universo: Ci sono sei tipi di quark.
L’INTERAZIONE FORTE. Sono tutti unici.
Sono un gluone e Subito dopo il Big Bang, l’Universo era pieno
sono la colla che di quark che si muovevano liberamente.
tiene assieme gli
atomi. Oggi, i quark sono molto sociali e non
stanno mai soli.
Sono un quark
up and sono il più
leggero di tutti i
quark!
I gluoni non
hanno massa.
L’ interazione forte aiuta a Negli atomi ci sono solo quark up e
costruire il mondo attorno quark down. Altri quark possono
a noi! Tiene uniti protoni e essere creati e studiati negli
neutroni per formare i nuclei esperimenti di fisica delle particelle!
degli atomi.
Quando i quark vogliono cambiare colore, si
scambiano gluoni tra loro.
Ti ricordi di che colori possono essere i gluoni?
12 5Sono un
quark down e Sono un
sono il tau e sono il
secondo leptone più
quark più pesante!
leggero.
Il quark down è leggermente
piu pesante del quark up.
Se non lo fosse, gli atomi Come l’elettrone e il muove, il tau è
come li conosciamo non carico negativamente.
esisterebbero.
L’Universo apparirebbe molto
diverso!
Sono un
neutrino tau e
Sono un quark sono stato
strange e ho l’ultima
confuso molti particella di
scienziati quando materia
sono apparso! scoperta (nel
2000)!
Nel 1947 furono scoperte alcune parti-
celle con uno “strano” comportamento. I neutrini sono come i camaleonti, possono cambiare tipo!
Ci vollero poi altri 20 anni per scoprire Un neutrino muonico può diventare un neutrino tau o un
che dentro queste particelle c’erano i neutrino elettronico - e viceversa.
quark strange.
6 11Sono un
Sono un quark charm
muone e sono e ho iniziato
200 volte una
più pesante rivoluzione
dell’elettrone. scientifica!
I muoni sono creati
costantemente nell’atmosfera dai La scoperta del quark charm ha
raggi cosmici! Se allunghi la tua portato a molte altre scoperte
mano, 25 muoni l’attraverseranno scientifiche (e ad un premio Nobel!)
ogni minuto.
Sono un neutrino
muonico e la mia
scoperta ha
dimostrato che
esiste più di un tipo
di neutrino!
Sono un quark top e
sono la particella
elementare più
pesante.
I neutrini sono ancora molto misteriosi.
Perché hanno una massa? Quale Il quark top è la più pesante
neutrino è il più pesante? C’è ancora particella elementare. È 180 volte
molto da scoprire! più pesante di un protone!
Dato che il quark top è così pesante, gli scienziati
hanno dovuto costruire grandi collisionatori di
particelle per trovarlo. È stato l’ultimo quark ad
essere scoperto nel 1995.
10 7Sono un quark
Ecco i Leptoni!
bottom e sono il
secondo quark più Sono un
pesante. elettrone e sono
la particella più
leggera con una
carica elettrica!
I quark bottom sono anche noti
come “quark beauty”.
Gli elettroni generano elettricità
quando si muovono!
Gli elettroni sono state le prime
particelle elementari ad essere
scoperte nel 1897!
Esistono parecchi esperimenti che
studiano come i quark bottom si
comportano.
Sono un neutrino elettronico.
I quark possono essere di tre “colori”: blu, verde o rosso. Dato che non ho carica
elettrica, non sono affetto dalla
sento la forza elettromagnetica.
Ecco perché non ti accorgi di
me!
I quark possono cambiare la carica colorata:
un quark rosso può diventare verde o blu!
Il Sole produce molti neutrini elettronici -
In un protone, hai bisogno di
500 miliardi di essi passano attraverso la
un quark ti di ogni colore.
tua mano ogni secondo!
Di che colore sono i tuoi quark?
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