Muito além do indivisível

Átomos! pequenas estruturas conhecidas por serem os tijolos de todas a matéria do universo! Bem, era isso que se acreditavam até Thompson em 1897 descobrir o elétron. Não houve dúvidas de que o átomo era, diferentemente do significado do seu nome, uma estrutura composta e complexa.

Parecia existir um núcleo onde que elétrons rodeavam, esse núcleo sim que era indivisível, correto? Os trabalhos de Rutherford demonstraram que isso também era errado de se assumir e, em seus trabalhos de 1920 descobriu que o núcleo atômico continha prótons. Mais ainda parecia existir alguma forma neutra.

Bastou então o trabalho de Chadwick, com a descoberta do nêutron em 1930 veio de uma vez por todas estabelecer a divisão do átomo: ele é composto de elétrons, prótons e nêutrons. Finalmente uma teoria que parecia embasada de um raciocínio muito evoluído e de certa forma coerente.

Mas na realidade do que é feito um Elétron? ele é só um monte de carga negativa? E um próton? é só uma carga positiva inserida dentro do núcleo que tenta estabilizar o átomo? Um nêutron é só um mediador sem nenhuma carga? como isso funciona? de que são feitas essas cargas e como isso se organiza?

Dúvidas, milhares delas e muitos estudos! chegou-se então em uma ciência de estudo chamada física das partículas. Estudaremos estruturas ainda menores chamadas de quarks e seus devidos compostos que vão muito além desses elementos conhecidos. Pensando na diversidade do conteúdo e na evolução da ciência, o Usina vai tentar ir muito além do indivisível!

Férmion e Bóson

Esses aparentam ser os candidatos mais viáveis ao posto de tijolo do universo, ambas são particulas de energia, a diferença é que Férmion possui meio spin e Bóson, um spin inteiro. Para refrescar as ideias spin é um conceito quântico que não pode ser traduzido em conceito puramente literal, mas costuma-se associar (ainda que não com total confiança) ao movimento rotacional de partículas.

Férmions e Bósons existem em um número relativamente pequeno, mas possuem distinções em suas subclasses. São exemplos de Férmios os prótons, os quarks, os léptons, os elétrons e os neutrinos (que são partículas isentas de carga elétrica e que interagem por força gravitacional de nível fraco). Como representante dos bósons, temos o glúon, a famosa partícula de bóson Higgs (apelidada de partícula de deus) e o tão conhecido fóton (aquele que citamos quando falamos da luz como partícula).

Quarks e Léptons 

Quarks e léptons são as duas estruturas que constituem a matéria do universo, mas infelizmente não podem ser observadas isoladamente por uma capacidade de confinamento. Entretanto, quarks são vistos em seus compostos, os hádrons (bárions quando se ligam em três quarks e mésons quando um quark se liga a um antiquark). Os quarks são de 6 tipos: para cima, para baixo, estranho, charmoso, superiore  e inferior, cada um possua nomes distintos e até curiosos, todos possuem suas especificações e são extremamente importantes na formação da matéria. dois para cima e um para baixo formam um próton, enquanto dois para baixo e um para cima forma um nêutron.

Já os léptons são partículas que não interagem de maneira tão forte e não sentem forças nucleares, podem ter o não energia  e são divididos em elétron, múon, tau e seus respectivos neutrinos, isto é, neutrino de elétron, neutrino de múon e neutrino de tau. Neutrinos são formados a partir do decaimento da partícula inicial

Uma coisa interessante é que todas as partículas do tipo férmion possuo seu simétrico negativo, o antiquark relacionado, isso quer dizer que existe o antiquark para cima, antiquark charme, antitau, antielétron (chamado de pósitron) e assim sucessivamente...O que eles formam? nada mais óbvio: a antimatéria.

Chegamos nos bósons, estes aqui são divididos em dois tipos, de acordo com sua funcionalidade, temos os bósons de calibre (que mediam interações fundamentais da natureza) e o bóson escalar que será mencionado na seção escrituras do Usina (ainda essa semana, aguardem). Nos de calibre temos aquele que media as reações eletromagnéticas (o fóton), os bósons W e Z que mediam reações nucleares fracas e o glúon que media a força forte. Força forte é um tipo de força que existe entre essas pequenas partículas nos átomos, possui um raio de alcance muito baixo, mas é extremamente...Forte...Devido a isso não é possível ver um quark separado do outro. Para critério de complementação, as outras três forças mais importantes são a força nuclear fraca, a força eletromagnética e a força gravitacional.

Dentre as partículas elementares também existem partículas hipotéticas como as que apareceram logo após o big bang: as s-particulas, que são propostas pela lei de supersimetria:  gluino, gravitino, axino, chargino, higgsino, neutralino, sfermion. São mais complexas e preferi não abordá-las por não ir de encontro a proposta do blog (da mesma forma optei por não abordar as estruturas compostas). Mesmo que o tema seja um pouco mais complexo, tentei decompor parte da dificuldade.

De toda forma fica evidente que aquele conceito de positivo, negativo e neutro não são mais tão óbvios e nem tão claros na explicação da formação de matéria. A questão que fica é: será que essas partículas são realmente elementares e o principio de tudo que existe no nosso universo? A ciência segue!