Interazióne.

Azione reciproca di due fenomeni fra loro. • Fis. - Si dice i. fra due particelle ogni processo per il quale l'energia o la direzione delle particelle è modificata, in seguito alle azioni reciproche delle particelle le une sulle altre. Quando l'i. consiste in uno scambio di energia cinetica, senza che si abbia variazione della energia intrinseca e quindi della struttura delle (o almeno di una delle) particelle interagenti, si dice che si ha una i. elastica. Si chiama invece i. anelastica ogni i. nella quale si hanno variazioni dell'energia intrinseca delle (o almeno di una delle) particelle interagenti oltre che variazioni della loro energia cinetica: nel bilancio energetico si dovrà tener conto di entrambe queste variazioni. Si chiama produzione di particelle una particolare i. che dalla collisione fra due particelle a e b provochi la scomparsa di queste e la creazione di due nuove particelle c e d. Simbolicamente tale processo si indica con la notazione: a + b → c + d. Un caso molto importante di i. è il decadimento di una particella instabile, che, dopo una brevissima vita media, si disintegra trasformandosi in altre particelle, secondo la relazione: a → c + d +.... Infine, si ha l'annichilazione quando dall'incontro di una particella elementare e della sua corrispondente antiparticella ne consegue la scomparsa delle due particelle con emissione di energia. Le i. si possono classificare in quattro categorie fondamentali: i. di gravitazione, i. elettromagnetiche, i. forti e i. deboli. Le i. gravitazionali, sebbene importanti quando sono implicati corpi molto pesanti come il Sole o la Terra, sono trascurabili alla scala delle particelle. A causa di ciò, le i. gravitazionali non sono state finora considerate nello studio delle particelle elementari. Le i. elettromagnetiche riguardano tutte le particelle che possiedono una carica elettrica o un momento magnetico. Fanno parte di questo tipo di i. fenomeni di assorbimento e di emissione delle radiazioni elettromagnetiche da parte della materia. Una tipica i. elettromagnetica è l'effetto Compton. Questo fenomeno si verifica solo con elettroni poco legati al nucleo (elettroni liberi) ed ha elevata probabilità di verificarsi con fotoni di energie da frazioni di eV a 15 MeV; nell'urto fotone-elettrone il primo viene deviato (diffuso) con energia minore e quindi con lunghezza d'onda maggiore, mentre il secondo acquista un'energia cinetica pari a quella perduta dal fotone. Le i. forti rappresentano la maggior parte delle reazioni di produzione delle particelle. L'esempio più tipico di i. forti è l'i. di Yukawa N → N + π in cui un nucleone si trasforma in un nucleone ed un pione. Le i. forti si manifestano solo a piccola distanza; cioè la forza con cui si applicano ha un raggio d'azione caratteristico dell'ordine di 10^-13cm. Questo fatto, come Yukawa ha dimostrato, implica che i quanti del campo hanno una massa di quiete finita; i quanti sono rappresentati dai mesoni pi che sono bosoni di spin zero. È bene notare che i decadimenti delle particelle elementari non avvengono con i. forti, ma solo con i. elettromagnetiche o deboli. Le i. deboli sono caratterizzate dalla partecipazione di quattro fermioni ad un dato processo. Un esempio di i. debole è la produzione dei raggi beta, ossia il decadimento dei neutroni che si trasformano in protoni, elettroni e antineutrini, secondo la relazione n → p + e^- +υ. Altri esempi di i. deboli sono quelli espressi dalle seguenti relazioni: C¹¹ → B¹¹ + e⁺ + υ (emissione di positroni); Be⁷ + e^- → Li⁷ + υ (cattura K); µ → e^- + υ + υ (decadimento del mesone mu). In tutti i casi menzionati: decadimento beta, emissione di positroni, cattura dell'elettrone orbitale e decadimento del mesone mu, si ha la partecipazione di un neutrino o di un antineutrino. Però ci sono anche i. deboli, come il decadimento di un mesone K in pioni, in cui non intervengono né neutrini né antineutrini. Nelle i. nucleari devono essere validi alcuni principi tipici delle particelle elementari come il principio di conservazione della parità e della stranezza, dello spin isotopico, del numero leptonico, ecc. Osserviamo che alcuni di questi principi non sono validi per tutti i tipi di i. Per esempio il principio di conservazione dello spin isotopico vale solo per le i. forti, mentre i principi di conservazione della parità e della stranezza non sono validi per le i. deboli.