 Immaginiamo di ingrandire il mondo che siamo abituati a vedere macroscopicamente sino alle dimensioni comprese tra
10-19 e 10-21 metri. A queste dimensioni tutto ha assunto un'altra forma. Tutto si presenta come un insieme di particelle piccolissime, infinitesimali. A questo livello di zoom ci siamo spinti oltre il quark.
Qualche scienziato ha appunto ipotizzato che anche il quark sia costituito da particelle più piccole, ma queste supposizioni sono poco controllabili. Non sappiamo se è possibile parlare di prequark, abbiamo del resto già superato il confine dell'osservabile direttamente e del rappresentabile, per le nostre conoscenze attuali. A questo livello si possono soltanto formulare numerosi modelli e teorie matematiche che, partendo dalla constatazione che le cariche positive e negative delle particelle elementari sono multiple di numeri più piccoli, hanno supposto particelle ancora più elementari di cui le prime sarebbero composte.
Il big Bang e l'unificazione di micro e macro
All'inizio del '900, mentre i fisici atomici si interessavano soltanto delle particelle elementari, nello stesso tempo gli astronomi si occupavano a livello macroscopico delle macrostrutture dell'universo che si misurano in anni luce, ma le due categorie di studiosi non avevano molti punti di contatto. Con la teoria del Big Bang sull'origine dell'universo i due campi di ricerca si sono quanto mai avvicinati. Il punto cruciale è l'istante di formazione dell'universo. Non bisogna infatti pensare all'universo durante il Big Bang come a un blocco di materia densissimo nel vuoto infinito.
 Einstein ha mostrato che spazio, tempo e materia sono
inseparabili: con l'esplosione iniziale non si è creata soltanto la materia ma anche lo spazio-tempo. Fuori non c'era nulla, neanche lo spazio in cui è esploso il Big Bang!
Gli elementi fondamentali che compongono la materia, si tratti di oggetti macroscopici terrestri, quanto delle più lontane galassie, sono gli atomi, formati dalle loro sub-particelle che in ultima analisi sembrano per ora ridursi a quark e leptoni.
Questi elementi interagiscono tra loro attraverso quattro forze: la forza di gravità, quella che, tra l'altro, regola i moti dei pianeti, l'interazione forte che mantiene i quark all'interno dei protoni e tiene uniti i nuclei atomici, la forza elettromagnetica che fa sì che gli elettroni ruotino intorno al nucleo dell'atomo, e l'interazione debole che causa la disintegrazione dei neutroni o il decadimento beta.
Il sogno dei fisici è di trovare una teoria unificata che riduca queste forze a fenomeni particolari di una sola forza più generale.
Il primo passo verso l'unificazione fu fatto negli anni '60, quando a livello teorico, si riuscirono a unificare le interazioni elettromagnetiche e quelle deboli. La cosa è stata poi provata sperimentalmente negli anni '80 al CERN di Ginevra, grazie al gigantesco acceleratore di particelle. Questo enorme marchingegno permette infatti di accelerare le particelle atomiche a velocità elevatissime, per produrre in questo modo delle collisioni che vengono studiate, e dalle quali si ricavano dati sperimentali sulle particelle subatomiche.
La grande teoria unificata (GUT) è un'ipotesi fisica che assume appunto che al momento del Big Bang, alla incredibile temperatura dell'istante iniziale, esistesse una sola forza che si è successivamente frammentata col raffreddamento. Secondo queste teorie l'interazione forte e quella debole si dovrebbero unificare a temperature di 1024
elettron volt, ma se per ora gli acceleratori ci consentono di studiare le forze deboli sembra impossibile costruirne di abbastanza potenti per studiare quelle forti.
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