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Partículas elementares: do que é feito o universo?

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As partículas elementares estão ligadas à histórica noção de constituição fundamental da matéria, que é um tema que instiga pensadores e filósofos há muito tempo.

Já no século V, o Grego Demócrito especulava sobre a possível existência de uma partícula elementar, que estaria intacta como última parcela de um corpo que já passou por sucessivas divisões. Demócrito dividiu tal partícula por átomos que a palavra grega para “indivisível” e lançou as bases para a resposta A indignação milenar sobre de que é feito mundo.

As divisões e suas subdivisões

Entre a especulação grega e a comprovação física científica, mais de 2000 anos se passaram. Os fatos surgiram apenas a partir de 1803, com trabalho experimental de John Dalton, o primeiro a demonstrar que a matéria era ilimitadamente constituída de átomos e a propor um modelo atômico.

A ideia do átomo como partícula elementar, porém, se demonstrou ser efêmera. A descoberta de partículas ainda mais importantes uma questão de tempo, de acordo com a investigação científica atingia escalas cada vez menores no estudo da matéria.

Em 1897, Joseph Thomson descobriu, uma partícula de carga elétrica negativa contida, o que demonstra que também o átomo é uma partícula composta.

No começo do século XX, foi descoberto por Ernest Rutherford o núcleo atômico, uma região de carga elétrica positiva superconcentrada no interior do átomo, ao redor da qual orbitam os elétrons, dando assim origem ao atual modelo de estrutura atômica.

Rutherford identificou o próton em 1920. Mais tarde em 1932, James confirmou, no núcleo do átomo, a presença de uma partícula de carga elétrica nulo, o nêutron. Assim foram denominadas as principais partículas subatômicas: elétrons, prótons e nêutrons.

As partículas elementares

O advento da física quântica introduziu o fóton enquanto partícula elementar mediadora das interações eletromagnéticas. Essa teoria dos elementos químicos levou à proposição do neutrino, uma partícula elementar sem carga elétrica de massa tão pequena quanto a de um elétron.

A formulação da mecânica quântica relativística resultou na conclusão de que cada partícula possui uma ante partícula correspondente, com propriedades distintas da partícula original. Na década de 1930, entendia-se o mundo como constituído de elétrons, prótons, nêutrons, neutrinos, e suas determinadas ante partículas e fótons.

Nos próximos anos, elétrons neutrinos seriam reunidos em uma classe chamada léptons, na qual mais quatro partículas foram descobertas. Os fótons foram incluídos na classe de partículas, junto de outras previstas teoricamente.

Quanto aos prótons e aos nêutrons, descobriu-se que também eles não eram elementares: formavam-se a partir de quarks, partículas de carga elétrica fracionária descobertas na década de 1960 pelo físico contemporâneo Murray Gell-mann.

O Modelo Padrão

Este estudo das divisões da matéria ao longo do século XX resultou na construção do Modelo Padrão, corrente teórica predominante na física de partículas desde 1978. Segundo o modelo, toda matéria é criada de dois tipos de partículas elementares: as constituintes, denominadas férmions, E as mediadoras ditas bósons.

Os Férmions compreendem léptons e os quarks, dos quais existem 12 e 36, respectivamente. Os bósons, por sua vez, são calculados em duas partículas, incluindo o fóton.

Tendo em mente o grande número de partículas elementares envolvidas, não houve experimento que contradissesse as previsões do modelo padrão de forma definitiva, até então. A quantidade, contudo, leva muitos físicos indagarem se seria este, de fato, modelo mais elementar da constituição do mundo, mantendo viva a constante indagação sobre a existência de subdivisões cada vez menores a serem estudadas dentro do mesmo modelo.

Sendo assim, pode se afirmar com total certeza a importância das partículas elementares para a evolução e desenvolvimento da física e da compreensão de nosso próprio planeta. Ela serve, ainda, como um modelo para a compreensão da evolução científica ao longo do tempo, e da sempre importante prática de questionar e buscar mais informações ao longo do tempo.


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