Este artigo nos mostra o que podemos compreender deste espaço chamado universo que nos cerca, e quais são os elementos básico que o forma: como se comportam diante de tudo? Percebendo a inteiração que as partículas exercem no cosmo.
Antigamente, todos acreditavam que o átomo era a menor partícula existente, e que era indivisível. Mas com os avanços da ciência, os físicos conseguiram dividir o átomo e descobriram que este é formado por partículas menores, denominadas partículas subatômicas.
As leis da física clássica não podem ser aplicadas nesse estranho universo quântico, e é aí que entra em cena uma física relativamente nova: a mecânica quântica, que explica o bizarro e intrigante muito dessas partículas nada convencionais, mas que são os pilares de todo o universo - desde suas mãos até a mais distante estrela, tudo é composto por partículas extremamente pequenas.
Nesse artigo, vamos falar sobre as 7 partículas subatômicas fundamentais, iniciando pelo neutrino e terminando em um enigma que acaba fazendo com que a ciência pareça tão limitada como era na Grécia Antiga. Bem-vindo ao caótico mundo subatômico.
Neutrino
A cada segundo, mais de 100 bilhões de partículas denominadas neutrinos provenientes do espaço atravessam seu corpo em velocidade próxima à da luz, e sabe o que isso significa em termos práticos? Felizmente nada, ou quase. Isso porque o neutrino é a partícula mais leve que existe e praticamente não interage com as outras coisas. Ele se origina quando um próton se transforma em um nêutron (ou vice-versa), e tal fenômeno é comum dentro do Sol (aqueles bilhões de neutrinos são provenientes de lá). Você também produz neutrinos, embora que bem menos que nossa estrela. A transformação do próton para o elétron acaba gerando uma sobra de energia, que se converte em massa, e origina um novo e levíssimo neutrino.
Mas ainda bem que nem todos os elementos que formam o universo são fantasmagóricos e anti-sociais.
Elétron
Assim como o neutrino, o elétron é também nômade, embora que nem tanto. O primo gordo do neutrino mora na periferia de um átomo, denominada eletrosfera, e dentro do mundo subatômico, a casa do elétron é gigantesca. Assim como os neutrinos, os elétrons possuem pouca massa e são responsáveis por vários efeitos elétricos. É graças a ele que você pode acender uma lâmpada e ler esse texto. Tal partícula subatômica foi a primeira a ser descoberta (em 1897) e hoje é considerado um elemento fundamental do universo.
Quark
Os prótons e nêutrons são partículas que não são elementares (eles formam o núcleo de um átomo), pois são formados por quarks. Cada próton e nêutron possui 3 quarks, e esses 3 quarks são amigos inseparáveis - sempre andam juntos. Ninguém conseguiu observar um quark solitário. Eles trocam carga elétrica o tempo todo, em desfile frenético dentro do átomo. Mas existem outros tipos de quarks, veja abaixo todos:
Up - É o mais leve dos quarks. Cada próton possui dois up em seu interior. Cada nêutron, um.
Down - Faz dupla com o up na constituição da matéria. Cada próton tem um down e cada nêutron, dois.
Charm - Maior que o up e o down, só aparece em aceleradores de partículas, por um milionésimo de milionésimo de segundo.
Strange - Par do charm, é também pesado demais para se manter inteiro na natureza. Existiu somente nos primórdios do universo.
Top - O mais pesado dos quarks, tem massa igual a de um átomo de ouro. Nos aceleradores, sobrevive por apenas 0,0000000000000000000001 segundo.
Bottom - Também é pesado demais para existir hoje. Nos aceleradores, dura apenas um milionésimo de milionésimo de segundo.
Down - Faz dupla com o up na constituição da matéria. Cada próton tem um down e cada nêutron, dois.
Charm - Maior que o up e o down, só aparece em aceleradores de partículas, por um milionésimo de milionésimo de segundo.
Strange - Par do charm, é também pesado demais para se manter inteiro na natureza. Existiu somente nos primórdios do universo.
Top - O mais pesado dos quarks, tem massa igual a de um átomo de ouro. Nos aceleradores, sobrevive por apenas 0,0000000000000000000001 segundo.
Bottom - Também é pesado demais para existir hoje. Nos aceleradores, dura apenas um milionésimo de milionésimo de segundo.
Os quarks estão confinados em seu grupo por uma força muito grande, que impede um deles de se isolar do grupo. Tal força é formada pela próxima partícula.
Saiba mais sobre os quarks aqui.
Glúon
Os glúons rondam cada quark dentro de um próton e nêutron e são responsáveis pela troca de carga elétrica entre eles. Eles funcionam como uma mola, deixando os quarks livres quando estão próximos ao centro do grupo, mas puxam violentamente quando um deles se afasta. A força gerada pela interação do glúon e do quark é a mais forte do universo, quase infinitamente mais forte que a gravidade - tal força é a denominada força nuclear forte, uma das quatro forças fundamentais da natureza. Entretanto, essa força não é infalível, e quando a cola (glúon) arrebenta, o núcleo do átomo se desfaz, gerando a fissão nuclear ou o decaimento radioativo. Tal desordem é causada pela próxima partícula.
Bósons da força fraca
São os valentões da escola: grandes e pesadas partículas, que passam o dia maltratando os quarks, elétrons e neutrinos. A gangue é formada por 3 integrantes: os bósons W-, W+ e Z, todos 86 vezes mais pesados que um próton. Eles causam muita confusão no mundo subatômico, chegando até a expulsar partículas do interior dos átomos (formando a radiação). E mesmo com tanta violência, a gangue é 100 mil vezes mais fraca que a força nuclear forte. Essa é a força nuclear fraca, e se originou da separação de um bando muito maior e mais poderoso. Nos primórdios do universo, esses bósons estavam ligados à essas partículas, compondo a força eletrofraca, que atualmente não existe mais.
Fóton
O sinal do rádio, de sua televisão, raios-X, os campos magnéticos... Tudo isso é feito de fótons, mais conhecidos como as partículas que compõe a luz visível. O fóton carrega o eletromagnetismo, a segunda força mais poderosa do universo (bilhões de vezes mais forte que a gravidade e somente 100 vezes mais fraca que a força nuclear forte). Quando você segura alguma coisa, seu toque é nada mais que a repulsão electromagnética entre essa coisa e sua mão. Essa repulsão ocorre quando os fótons de sua mão e do objeto se trocam. Tudo o que você toca é uma grande troca de fótons.
A força eletromagnética é a maior responsável por manter os elétrons em torno do núcleo atômico, além de comandar as ligações químicas dos átomos e moléculas.
Agora, falta só mais uma força: a gravidade, que te mantém sobre o chão nesse momento e que é produto da última e mais misteriosa partícula de todas...
Gráviton
Como você já deve saber, a força que derrubou a maçã sobre a cabeça de Newton e que mantém todos os planetas do Sistema Solar orbitando o sol é incompreensível do ponto de vista da mecânica quântica, para qual toda força é feita de alguma partícula energética. O gráviton é a responsável pela gravidade, mas tal partícula nunca foi vista! Nem mesmo quando os cientistas espatifam átomos nos aceleradores de partículas. Mas onde está o gráviton?
Ninguém sabe, ninguém viu... Ele faz parte do Modelo Padrão, a teoria da física que explica tudo o que foi dito até aqui. É o principal pilar da física e o mais incompreendido. Alguns pesquisadores acreditam que tal partícula só será encontrada e entendida quando os pesquisadores continuarem indo mais fundo, ultrapassando os limites da mecânica quântica e chegando no interior de cada partícula que você viu aqui, em mundo mais bizarro que a mecânica quântica: o das cordas - entidades assustadoras que fazem parte de um mundo de 11 dimensões e que compõe cada um dos 7 elementos.
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