Quarks - Professor Global

Quarks
Conceito Principal
As partículas elementais do Modelo Padrão de partículas físicas são divididos em dois
grupos principais, os férmions elementares, que possuem um spin semi-inteiro, e os
bósons elementares, cujos spins são inteiros. Bósons elementares incluem bósons de
gauge (tais como fótons, glúons, e gravitons teóricos) que transmitem as forças entre
partículas, e o bóson de Higgs escalar, uma excitação do campo de Higgs que
fornece a todas as partículas suas massas.
Os férminos elementares são divididos em partículas com matéria e partículas antimatéria. Para cada partícula de matéria existe uma partícula antimatéria
correspondente com a mesma massa mas para outras certas propriedades (tais como
carga elétrica, número de de lépton, e número de baryon) são iguais em magnitude mas
con sinais contrários. As próprias partículas com matéria consistem de léptons
(exemplos incluem elétron, múon, e neutrino) e quarks.
Diferente dos léptons, quarks não podem existir independentemente; eles somente se
combinam usando a força nuclear forte para formar partículas grandes chamadas
hádrons. Hádrons vem em dois grupos principais: báryons e mésons. Báryons, como
os prótons e nêutrons, consistem de três quarks. Mésons, incluindo o píon e o kaon, são
partículas instáveis consistindo de um quark e um antiquark.
Quarks possuem uma propriedade chamada sabor; os seis sabores são: cima, baixo,
charme, estranho, alto e fundo. O sabor quark é denotado com letra minúscula u, d, c, s,
t, b e o antiquark correspondente é a mesma letra som uma barra por cima, como em
. Prótons consistem de dois quarks para cima e um quark para baixo;
nêutrons consistem de dois quarks para baixo e um quark para cima. Os outros sabores
de quarks são mais difíceis de de encontrar na natureza. Ambos quarks e léptons são
divididos em três gerações; interações geralmente ocorrem entre quarks e léptons de
mesma geração. A primeira geração, e a mais comum, inclui os quarks para cima e
para baixo que formam os prótons e nêutrons, e o elétron e o elétron neutrino.
Todos os quarks possuem spin 1/2. Os quarks para cima, o carga e o alto possuem carga
elétrica +
(onde e é a carga de um próton), enquanto os quarks baixo, o estranho e
o fundo possuem carga elétrica
. As massas dos quarks estão de 2 a 173000
, como mostrado na tabela abaixo.
Outra propriedade intrínseca dos quarks é a cor de carga. A cor de carga de um quark
pode ser vermelha, azul, ou verde (e a cor de um antiquark pode ser antivermelha,
antiazul, ou antiverde). Cor de carga não é realmente uma cor uma vez que é
impossível ver quarks mas é apenas um outro tipo de carga similar à carga elétrica. Em
partículas compostas, cores de carga atuam como se fossem cores reais. Em particular,
os três quarks que produzem um próton ou um nêutron devem todos possuir cores de
carga diferentes (um de cada vermelha, azul, e verde) para que a partícula composta
tenha carga de cor zero. De modo similar, o quark e o antiquark que produzem um
méson devem pussuir cores de carga opostas (por exemplo vermelho e antivermelho)
.
Geração
Primeira
Sabo Símbo
r
lo
Up
Down
Segunda
Char
m
Stran
ge
Terceira
Top
Botto
m
Carga
Massa
Construindo Mésons
Selecione dois quarks para ver qual méson eles criam.
Quark
u
Antiquark
u'
Méson