a. Le costanti fondamentali trattate in questo numero, insieme agli altri parametri del modello standard, contribuiscono a “costruire” le predizioni teoriche da confrontare con le misure sperimentali.

b. Nel modello standard le particelle che costituiscono la materia sono i fermioni, che si dividono in due categorie: i leptoni e i quark. Entrambi, quark e leptoni, appaiono in tre generazioni (o famiglie): la prima è costituita da fermioni leggeri (elettrone e e neutrino elettronico νe per i leptoni, e up u e down d per i quark). Le altre due famiglie sono copie più pesanti della prima: il quark charm c e lo strange s e il muone μ e il neutrino muonico νμ compongono la seconda generazione e il quark top t e il bottom (o beauty) b e il tau τ e il neutrino tauonico ντ la terza. Infine, il modello standard prevede il bosone di Higgs e i mediatori delle interazioni, ovvero il fotone γ dell’interazione elettromagnetica, i bosoni W± e Z0 dell’interazione debole e i gluoni g dell’interazione forte.

b. Scoperte e premi Nobel di rilievo per lo sviluppo delle tecniche di imaging diagnostico. A destra, immagini diagnostiche tipiche ottenute con le tecniche attuali.

a. Visualizzazione dei diversi tipi di interazione dell’uccello bianco al centro: a) metrica: con tutti gli uccelli distanti meno di una certa soglia (uccelli gialli dentro il cerchio di interazione) b) topologica: con i primi vicini in termini delle celle in cui è diviso lo spazio (cosiddette “celle di Voronoi”), indipendentemente dalla loro distanza (gli uccelli nelle celle più scure) c) visuale: con tutti gli uccelli all’interno del campo visivo (cono)

a. Evoluzione degli acceleratori nel tempo. Gli acceleratori circolari per adroni (protoni o ioni) superano quelli in cui vengono accelerate particelle più leggere (i leptoni: elettroni e, in futuro, muoni), perché le particelle più pesanti non perdono quasi energia per radiazione, quando percorrono una traiettoria curva, e quindi l’energia ottenibile è data dalla semplice relazione, valida in condizioni relativistiche, E (espressa in GeV) ≈ 0,3Bρ, dove B è il campo dei dipoli magnetici (in Tesla) che guida le particelle cariche lungo la traiettoria e ρ è il raggio di curvatura (in metri). I collisori circolari, inoltre, grazie al fatto che gli stessi fasci si scontrano moltissime volte, raggiungono luminosità elevate sia in assoluto, sia in rapporto alla potenza dissipata. Oggi Lhc detiene il record di energia e SuperKekb quello di luminosità. Nei prossimi anni, per progredire significativamente occorrerà avanzare sui due diversi fronti, che rappresentano entrambi delle formidabili sfide.