Oltre la particella di Dio. La fisica del XXI secolo

I. Introduzione
- L'ironia degli anni'90
- Il più grande «input esogeno» di sempre
- Il ruolo della leadership: il Congresso degli Stati Uniti
- Si può riparare?
- Lunga vita al Re
- La grande sintesi
- Mettere in funzione il più grande collisore di particelle del mondo non è da tutti
- Oh nooo!
- Ach! Se avessi saputo che c'erano così tante particelle, avrei fatto il botanico
- Ma poi, che cos'è un nome?...

2. Piccola storia di grandi domande
- La metafora della cipolla
- Un semplice esperimento fatto in casa
- Sbirciare all'interno dell'atomo
- Pensare attraverso l'atomo
- Onde quantistiche e raggi cosmici
- Il mistero s'infittisce: cosa tiene insieme il nucleo atomico?

3. Ma questo, chi l'ha ordinato?
- L'umile muone
- Il perfetto giroscopio della Natura: il muone
- Parità
- Un ricordo personale della scoperta della violazione della parità

4. Tutto sulla massa
- Che cos'è la massa?
- La massa è una misura della quantità di materia
- La massa non è il peso
- Misurare la massa può essere un affare delicato
- La massa non è energia
- Energia relativistica
- Ma che cosa è la massa?

5. La massa al microscopio
- La massa delle particelle elementari
- Niente massa
- Simmetria senza massa
- Il regno dei quanti
- L'emergere del concetto quantistico di massa
- È tutto nel Vuoto
- Come sfuggire al Vuoto?
- Particelle Utopia
- Il movimento nello spazio-tempo
- Muoni alla velocità della luce
- Chiralità
- La rappresentazione dello spazio-tempo con la chiralità
- Le forze della Natura conoscono la chiralità
- Massa al muone!
- Aspetta un minuto!

6. Le interazioni deboli e il bosone di Higgs
- Le interazioni deboli
- Come lavorano le interazioni deboli?
- Accidenti, ecco l'ostacolo
- Il bosone di Higgs entra in scena
- Ma che dire sulla massa?
- Il Vuoto di Higgs
- Prendiamoci una pausa

7. Dai microscopi agli acceleratori
- Microscopi
- Sfida tecnologica
- Come funziona?
- Microscopi che non usano la luce!
- Acceleratori di particelle
- I campi elettrici accelerano le particelle cariche
- Il microscopio elettronico

8. I più potenti acceleratori del mondo
- I linac
- Gli SCRF: il prossimo investimento miliardario?
- I campi magnetici costringono le particelle in orbite circolari
- Le correnti elettriche producono campi magnetici
- Ciclotroni
- Sincrotroni
- Lenti magnetiche
- I più grandi collisori del mondo
- I rivelatori
- Al di là dell'LHC?

9. Processi rari
- Preludi alla fisica delle particelle
- I primi raggi dell'alba
- Ispirazione
- La radioattività di Rutheford
- Antimateria
- Il decadimento beta: la più semplice interazione debole
- Ma come hanno fatto senza collisori?
- I processi deboli e rari
- Altri Specchi
- CPT
- Ma si possono combinare gli Specchi per andare a casa?

10. Neutrini
- Le particelle di massa più piccola
- Il neutrino e la violazione di CP
- Propagazione a lunga distanza
- Neutrini al microscopio

11. Project X
- Il Project X del Fermilab
- Gli esperimenti sul neutrino con il Project X
- Processi rari: i kaoni e la violazione di CP
- Processi rari: la conversione di μ in e
- Gli isotopi rari e il momento di dipolo elettrico
- Liberare il mondo dal plutonio: fornire eterna energia pulita
- Oltre il Project X: il prossimo collisore
- D: Come si costruisce una nave stellare? R: Si comincia dall'inizio

12. Oltre il bosone di Higgs
- Confusi?
- Le connessioni
- Ricchezza malsana
- E a lui, chi gliela dà la massa?
- Finale

13. Appendice
- Troppe particelle fondamentali
- Lo strato dei quark e dei leptoni
- Oggi: quark, leptoni e bosoni
- Lo spin
- Simmetria di scambio
- Bosoni
- Fermioni
- Simmetria di gauge
- La teoria di gauge di Yang-Mills
- La forza debole come teoria di gauge

Note
Indice analitico