La trasformazione della energia in materia

Quando la luce passa accanto al nucleo di un atomo può trasformarsi in particelle. La luce è spezzettata in piccole quantità che chiamiamo quanti. Quando un quanto di luce passa accanto al nucleo di un atomo può trasformarsi in una coppia di particelle, un elettrone e un positrone. E in un urto ad alta energia, in due elettroni e due positroni. Il quanto di luce è cioè virtualmente costituito di due o quattro particelle. L'energia si trasforma nella coppia elettrone/positrone e viceversa. Democrito pensava che la materia fosse composta di unità sempre più piccole, invece non esiste la particella minima e non ulteriormente divisibile. La materia è cioè divisibile fino a raggiungere non una particella ma una trasformazione dell'energia in materia. Sappiamo che ci sono cinque livelli costitutivi della materia, ovvero il livello molecolare (molecole), atomico (atomo), nucleare (nucleo), adronico (androne) e quark (insieme di quark = gluoni). E sappiamo che c'è un ordine dato dalla unificazione di tutte le forze della natura, anche se per ora non riusciamo a dimostrarlo. Gli atomi possono essere divisi in elettroni e nuclei. I nuclei possono essere divisi in protoni e neutroni. I protoni e i neutroni possono essere divisi in quark. Il fatto che i quark siano confinati dentro gli assoni - protoni e neutroni ad esempio - fa propendere per il fatto che non siano composti e siano l'ultimo tassello della materia. C'è però il rompicapo dell'elettrone che appartiene ad un'altra famiglia di corpuscoli, quella dei leptoni - leptos significa leggero, svelto - che sembrano non avere niente a che fare con gli androni e i quark. Le particelle come gli elettroni possono essere create e annichilite, possono trasmutarsi l'una nell'altra. L'elettrone è la più leggera delle particelle cariche, non può decadere in particelle più leggere perché non ve ne sono che possono portare via la sua carica. L'elettrone è cioè una particella assolutamente stabile. È puntiforme, privo di struttura interna, è una particella elementare a differenza dei protoni e dei neutroni che sono fatti di quark. La luce interagisce con gli elettroni. La disciplina che se ne occupa si chiama elettrodinamica quantistica. Energia e materia sono come porte girevoli, o facce della stessa medaglia. In questo senso il nostro pensiero può trasformare, influenzare e determinare la nostra realtà. Perché l'energia determina la materia. Siamo quello che pensiamo, la nostra materialità è esattamente la nostra energia. Sappiamo esistono quattro forze o interazioni vale a dire quella gravitazionale, quella debole (cui si deve la radioattività), quella elettromagnetica e l'interazione forte che lega i quark. Si pensa che le quattro interazioni siano manifestazioni di un'unica interazione universale. Tale possibilità è il fondamento della teoria unitaria dei campi. Siccome ogni interazione è sempre mediata da quanti - gluoni - tra le quattro forze - gravitazionale, elettromagnetica, forte e debole - le affinità sono notevoli e si ritiene che ad altissime energie debbano confluire in una unica interazione universale. A noi paiono diverse solo perché nella nostra realtà i processi fisici si verificano a energie relativamente basse e così possono sembrare diverse. La unità e loro simmetria si renderebbe manifesta soltanto ad altissime energie. Tutte le interazioni sarebbero il residuo di un mondo originariamente simmetrico dei primi nano secondi del Big bang da cui è nato l'universo. Big bang, simmetria ad altissima energia, gravitazione, raffreddamento, forze elettromagnetica, forte e debole, rottura della simmetria. I quanti decadono e rimangono i protoni, i neutroni, gli elettroni, i fotoni e i neutrini.