Le quattro Interazioni Fondamentali 

In uno dei post precedenti di fisica abbiamo visto uno degli argomenti fondamentali della fisica delle particelle: il Modello Standard, che fa vedere quali siano le particelle fondamentali che costituiscono la materia e che mediano, ovvero fanno in modo che avvengano, le quattro interazioni fondamentali dell'universo.
Queste quattro interazioni sono le forze fondamentali dell'universo, che non si possono ricondurre ad altre forze e che, quindi, generano tutte le altre forze.
Questo vuol dire che senza di queste non ci sarebbero forze, e la cosa sarebbe devastante. Basti pensare che senza di loro non vi sarebbe la forza di gravità, con conseguenze terribili per i moti dei pianeti e quindi per gli uomini, o che senza di esse le particelle all'interno degli atomi non resterebbero unite, e quindi la materia, compresi noi stessi, probabilmente sarebbe solo un ammasso di particelle divise, e non ci sarebbe vita.
Queste quattro forze quindi permettono che ci siano tutte le altre interazioni dell'universo, e sono quindi fondamentali per esso.
Ma quali sono, allora, queste quattro interazioni così vitali per il nostro universo?
Anzitutto vi è l'interazione nucleare forte, o semplicemente interazione forte, che unisce, come già detto, le particelle subatomiche, ovvero le particelle che compongono gli atomi, in un nucleo (il nucleo atomico), e unisce a loro volta le particelle che le compongono (i quark). Le sue particelle mediatrici sono i gluoni.
Poi vi è l'interazione debole, che si verifica solo tra particelle elementari dette leptoni (tra cui ci sono anche gli elettroni, senza i quali gli atomi e le molecole non si legherebbero nei legami chimici, cosa che ci fa ulteriormente capire l'importanza di queste interazioni). Essa ha i bosoni come particelle mediatrici. 

Poi l'interazione elettromagnetica, che avviene tra due corpi elettricamente carichi, e può essere attrattiva (fa avvicinare i corpi) se i due corpi hanno cariche opposte, o repulsiva (li fa allontanare) se i due corpi hanno la stessa carica (questo potrebbe essere uno dei motivi per cui, almeno una volta, avrete sentito dire il celebre detto "gli opposti si attraggono"). Questa forza è fondamentale perché avvengano i legami chimici e perché atomi e molecole abbiano le proprietà che hanno, ed è quindi fondamentale per la realtà come noi la conosciamo. E' mediata dai fotoni (i quanti di luce).
Infine, come "dulcis in fundo", abbiamo l'interazione che è probabilmente la più famosa tra le quattro, anche perché la sperimentiamo noi stessi ogni giorno della nostra vita. Essa è l'interazione gravitazionale, e stabilisce l'attrazione di due corpi in base alla loro massa e alla loro distanza (ed è quella che quindi causa la nostra attrazione verso la terra, e che quindi ci tiene "con le gambe per terra"). Essa è descritta dalla legge di Newton sulla gravitazione universale, che stabilisce che ogni coppia di corpi si attrae con una forza direttamente proporzionale al prodotto delle loro masse e inversamente proporzionale al quadrato delle loro distanze. La particella mediatrice di questa interazione è, o meglio dovrebbe essere, il gravitone, ma la sua esistenza non è ancora oggi stata dimostrata, e quindi è, per ora, una particella puramente teorica. 

Come abbiamo visto tutte queste forze sono fondamentali per l'esistenza e il funzionamento dell'universo, e ciascuna è possible grazie alla mediazione di una particella mediatrice (che può essere un vettore o un "quanto d'azione").
Esiste una teoria che dice che queste quattro interazioni siano in realtà diverse manifestazioni di un'unica forza originaria del nostro universo, ma essa rimane ancora puramente ipotetica in quanto non è ancora stata trovata una teoria unificatrice e le quattro interazioni fondamentali dell'universo restano tuttora considerate diverse ed indipendenti tra loro, ma la loro esistenza e la loro straordinaria combinazione danno vita ai fantastici fenomeni che regolano il nostro universo, dall'interazione del più piccolo atomo al moto della più grande delle stelle. 



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