Do que o Mundo é Feito?

"Do que o mundo é feito?"
27/08/2003
Do que o Mundo é Feito? : Quarks e Léptons
Como você já leu, tudo, desde galáxias até montanhas e
moléculas, são feitas de quarks e léptons. Mas essa não é
a história toda. Quarks comportam-se diferentemente dos
léptons, e para cada tipo de partícula de matéria há uma
partícula de antimatéria correspondente.
Do que o Mundo é Feito? : Matéria e Antimatéria
Para cada tipo de partícula de matéria que nós
encontramos, existe uma partícula correspondente
de antimatéria ou uma antipartícula.
As antipartículas parecem-se e comportam-se como
suas correspondentes partículas de matéria, exceto
pelo fato de terem cargas opostas. Por exemplo, um próton é eletricamente positivo,
ao passo que um antipróton é eletricamente negativo. A gravidade afeta a matéria e a
antimatéria do mesmo modo, porque a gravidade não é uma propriedade ligada à
carga. Uma partícula de matéria tem também a mesma massa de uma antipartícula.
Quando uma partícula de matéria e uma partícula de antimatéria se encontram, elas se
aniquilam em pura energia!
Do que o Mundo é Feito? : O que é Antimatéria?
Mais devagar! "Antimatéria?" "Pura Energia?" O que é isso, Star
Trek?
A idéia de antimatéria é estranha, ainda mais porque o universo todo parece ser
inteiramente composto de matéria. Essa idéia parece ir contra tudo que nós sabemos
sobre o universo.
Mas você pode comprovar a existência de antimatéria nesta
foto recente da câmara de bolhas. O campo magnético
nessa câmara faz com que as partículas negativas se
curvem para a esquerda e as partículas positivas se curvem
para a direita. Muitos pares elétron-pósitron aparecem
nessa foto como que vindos do nada mas, na verdade, eles
surgem de fótons que não deixam uma trajetória na foto.
Os pósitrons (anti-elétrons) comportam-se exatamente
como os elétrons, mas fazem a curva para o lado oposto
porque eles possuem carga oposta à dos elétrons (em
destaque um par elétron-pósitron).
Se a antimatéria e a matéria são exatamente iguais, mas
opostas, então por que há muito mais matéria do que
antimatéria no universo?
Bem... nós não sabemos. Essa é uma pergunta que tira o sono dos físicos.
Essa imagem é uma cortesia do Fermilab
(O símbolo usual para uma antipartícula é uma barra acima do símbolo
correspondente. Por exemplo, o "quark up" u tem um "antiquark up" designado por
(pronunciamos u-barra). A antipartícula de um quark é um antiquark, a antipartícula
de um próton é um antipróton, e assim por diante. A única exceção é que um
antielétron é chamado de pósitron e é representado por e+.)
Do que o Mundo é Feito? : Quarks
Quarks são um tipo de partícula de matéria. A maior parte
da matéria que vemos em nossa volta é feita de prótons e
nêutrons, os quais são compostos de quarks.
Existem seis quarks, mas os físicos usualmente falam em termos de três
pares: up/down, charmoso/estranho e top/bottom. (para cada um desses quarks,
existe um antiquark correspondente.) Alegre-se porque os quarks têm nomes tolos -assim fica fácil lembrá-los!
A escolha do nome para os quarks...
...começou quando, em 1964, Murray Gell-Mann e George Zweig sugeriram que as
centenas de partículas conhecidas na época pudessem ser explicadas como
combinações de apenas três partículas fundamentais. Ele escolheu o nome "quarks"
para essas três partículas, uma palavra sem sentido usada por James Joyce no
romance O despertar de Finnegan:
"Três quarks para Muster Mark!"
Para fazer com que seus cálculos funcionassem, os quarks tinham de possuir cargas
elétricas fracionárias de 2/3 e -1/3. Essas cargas nunca haviam sido observadas
antes. Os quarks nunca foram observados sozinhos e então, inicialmente esses
quarks eram considerados como uma ficção matemática. Experimentos recentes
convenceram os físicos não apenas de que os quarks existem, mas também de que
existem seis deles e não três.
Como os quarks receberam seus nomes bobos?
Existem seis sabores de quarks. "Sabores" significa apenas diferentes tipos. Os dois
mais leves são chamados up
e down
.
O terceiro quark é chamado estranho
. Recebeu esse nome por causa do
"estranho" longo período de vida da partícula K, a primeira partícula composta
encontrada que continha esse quark.
O quarto tipo de quark, o quark charmoso
. Foi descoberto em 1974 quase que
simultaneamente no Centro do Acelerador Linear de Stanford (SLAC) e no
Laboratório Nacional de Brookhaven.
O quinto e o sexto quarks foram algumas vezes chamados de truth (verdade) e de
beauty (beleza) no passado, mas até os físicos acharam que esses nomes eram
muito engraçados.
O quark bottom
foi descoberto no Laboratório Nacional Fermi (Fermilab), em
1977, em uma partícula composta chamada upsilon ( ).
O quark top
foi descoberto por último, também no Fermilab, in 1995. É o
quark de maior massa. Ele foi previsto por muito tempo mas nunca havia sido
observado até então.
Quarks : A Descoberta do Quark Top
Em 2 de março de 1995, o Fermilab anunciou a descoberta do quark
top, o último dos seis quarks previstos. A busca começou em 1977,
quando os físicos encontraram o quinto quark, o bottom, no
Fermilab. Levou muito tempo porque o quark top era muito mais
pesado do que se imaginava originalmente, sendo necessário um
acelerador muito mais potente para criá-lo.
Embora o quark top decaia rápido demais para ser observado, ele deixa para trás
partículas que evidenciam sua existência - uma espécie de "assinatura" do quark
top.
A Descoberta do Quark Top
Publicado por: Dra. Shirley de Campos
Fonte: http://www.drashirleydecampos.com.br/noticias/5645