Costante di struttura fine
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La costante di struttura fine, indicata con 
, è un parametro che mette in relazione le principali costanti fisiche dell'elettromagnetismo.
È stata introdotta da Arnold Sommerfeld nel 1916 come misura della deviazione relativistica nelle linee spettrali rispetto al modello di Bohr. Per questo è anche chiamata costante di Sommerfeld.
È definita come:
dove:
è la carica elettrica dell'elettrone = -1,6 × 10-19 coulomb,
è la costante dielettrica del vuoto = 8,852 × 10-12 
,- h è la costante di Planck = 6,626075 × 10-34 Js,
- c è la velocità della luce nel vuoto = 299792458 m/s.
La costante di struttura fine può essere anche vista come il quadrato del rapporto della carica elementare e della carica di Planck.
.
La costante di struttura fine è una quantità adimensionale, a il suo valure numerico è indipendente dal sistema di unità usato. Il valore CODATA 2002 raccomandato è
.
[modifica] Importanza della costante di struttura fine
Essendo adimensionale α ha un importanza fondamentale nella fisica teorica. L'esistenza stessa di questa costante viene interpretata da alcuni scienziati come un indizio dell'incompletezza del nostro sistema teorico attuale. Le costanti non adimensionali sono difatti associate a convenzioni nelle unità di misura e dipendono dalla scelta delle stesse. una costante adimensionale, al contrario, è indipendente dall'unità di misura e appare come un fattore arbitrario in una teoria.
Nella storia della scienza quasi tutte le costanti adimensionali sono state ad un certo punto eliminate grazie ad un ampliamento della teoria in cui apparivano. Per esempio, le costanti dielettriche relative dei materiali possono essere calcolate da principi primi con i modelli moderni di struttura della materia. Tuttavia non esiste, al momento (2006), una spiegazione di questo tipo, che sia consistente e verificabile, per α.
La costante di struttura fine ha una grande importanze nella teoria filosofico-scientifica del principio antropico; difatti questo parametro adimensionale ha una influenza fondamentale sull'universo. Se il suo valore fosse diverso anche di poco (circa il 10-20%) dal valore noto, l'universo sarebbe diverso da come lo vediamo, e le leggi fisiche non sarebbero come le conosciamo. Per esempio i rapporti tra le forze attrattive e repulsive tra le particelle elementari sarebbero diversi, con conseguenze sulla costituzione della materia e l'attività delle stelle. In un universo con α differente noi stessi non potremmo esistere.
La costante di struttura fine sta sempre più acquistando visibilità in cosmologia, in quanto ha un ruolo importante nelle teorie delle stringhe e del multiverso.
Nel 2004 sono stati proposti vari metodi per misurare se, nel passato della storia cosmica, α abbia assunto differenti valori: data la dipendenza di questo valore dalle principali costanti fisiche, sarebbe un indizio che le leggi fisiche variano nel tempo. Finora, però (2005), non sono stati trovati spostamenti significativi non imputabili ad errori di misurazione.
