ANEXO D Partículas elementares
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Partículas elementares 189 ANEXO D Partículas elementares As partículas elementares estão divididas em duas grandes classes: leptões e hadrões. Na Tabela D.1 são indicadas algumas destas partículas, bem como as respectivas antipartículas, spin, massa, tempo de vida médio e reacção de decaimento mais provável. Os leptões são partículas que não estão sujeitas à interacção nuclear forte e que não mostram sinais de terem qualquer estrutura interna. Conhecem-se três tipos de leptões: electrões, muões e tauões. Associado a cada leptão existe um tipo de neutrino. Embora a massa dos neutrinos não seja conhecida foi possível, nos últimos anos, estabelecer limites superiores para a massa dos mesmos (Fukuda et al. 1998; Hagiwara et al. 2002). Os hadrões são partículas sujeitas à interacção forte. Subdividem-se em bariões e mesões. Os hadrões são internamente constituídos por quarks: os bariões por três quarks e os mesões por um quark e um antiquark (e.g. Segré 1982). Conhecem-se actualmente seis sabores de quarks. Cada quark tem spin 1/2 e pode ter uma de três cargas habitualmente designadas por "cores". As partículas também podem ser classificadas quanto ao Spin em fermiões e bosões. Os fermiões são partículas com Spin não inteiro e sujeitas ao Princípio de Exclusão de Pauli (não podem existir dois fermiões no mesmo estado quântico). Por seu turno, os bosões são partículas com spin inteiro que não respeitam o Princípio de Exclusão de Pauli (pode existir um número indeterminado de bosões no mesmo estado quântico). Existe uma partícula responsável por cada força. No caso da força electromagnática é o fotão e no caso da força gravítica o gravitão. A força forte entre quarks é da responsabilidade dos gluões. Fotões, gluões e gravitões têm massa em repouso nula. As partículas responsáveis pela interacção fraca são as W+, W- e Zo. Estas três partículas têm massas bastante elevadas sendo o seu valor da ordem dos 80GeV. Partículas elementares 190 Tabela D.1 - Leptões e Hadrões. São indicados alguns dos leptões e hadrões conhecidos. Para cada um deles é indicado o Spin, a vida média em segundos (caso não sejam estáveis) e a reacção (ou as reacções) de decaimento mais provável (prováveis). (e.g. Wichmann 1971; Segré 1982; Shapiro & Teukolsky 1983; Duquesne 1986). No caso dos neutrinos os limites superiores para as massas foram retirados de Hagiwara et al. (2002). p e- Spin m(MeV) vm(s) Electrões p e+ 1/2 0.511 estável Muões µ+ µ- 1/2 105.659 2.20×10-6 Tauões τ τ 1/2 1784 5×10-3 νe νe 1/2 < 3×10-6 estável - νµ νµ 1/2 < 0.19 estável - ντ p n ντ p 1/2 < 18.2 estável 1/2 938.256 estável n 1/2 939.550 1.01×103 n → p + e− + νe 1/2 1189.47 Classificação Leptões + Neutrinos Protões Neutrões Σ Sigma Σ Σo Ξo Ξ- Σ + -10 0.81×10 Σ− Σo Ξo Ξ− 1/2 1197.44 1.65×10 1/2 1192.46 <1.0×10-14 1/2 1314.7 3.0×10-10 1/2 1321.2 1.74×10-10 Lambda ∆o ∆o 1/2 1115.58 2.51×10-10 Omega Ω Bariões Hiperões Qui Hadrões + - - - Ω− -10 -10 3/2 1674 1.5×10 K+ K- 0 493.8 1.235×10-8 Ko K o 0 497.9 K1 0.87×10-10 K2 5.68×10-08 π+ π- 0 139.58 2.608×10-8 πo π o 0 134.98 0.89×10-16 Kaões Mesões Piões Decaimento + + µ → e + νe + νµ µ − → e− + νe + νµ τ+ → e+ + νe + ν τ τ− → e− + νe + ν τ Σ+ → πo + p Σ+ → π+ + n Σ− → π− + n Σ o → ∆o + γ Ξ o → ∆o + π o Ξ − → ∆o + π − ∆o → p + π − ∆o → n + π o (?) + K → π+ + πo K − → π− + πo K1 → π + + π − K 2 → πo + πo + πo π+ → µ + + νµ π− → µ − + νµ πo → γ + γ
