A Física de partículas

A Física de partículas é um ramo da Física que estuda os constituintes elementares da matéria e da radiação, e a interação entre eles e suas aplicações. É também chamada de Física de altas energias, porque muitas partículas elementares só podem ser criadas a energias elevadas, logo a detecção destas também é possível apenas a altas energias de aceleração. O elétron e o próton foram as únicas partículas aceleradas até os dias de hoje, outras nunca foram detectadas (como o gráviton) e as restantes foram detectadas através da radiação cósmica (como o méson pi e o méson mu).

A Física de partículas, estudada pela Mecânica Quântica (parte da Física Moderna), busca o fundamental, o nível mais básico da matéria e da Natureza. Todo o nosso mundo visível se fundamenta nesse nível invisível das partículas elementares. Podemos chamar de partículas elementares toda a porção indivisível da matéria, como os elétrons, os prótons, os nêutrons e outras.

Partículas subatômicas[editar]

Ver artigo principal: Partícula subatômica

A pesquisa moderna da física da partícula é focalizada nas partículas subatômicas, que têm dimensões menores que as dos átomos. Incluem constituintes atômicos tais como elétrons (no modelo padrão ele é um lépton, junto com o muon, o tau e os respectivos neutrinos.), prótons, e nêutrons (os prótons e os nêutrons são partículas compostas, feita de quarks), partículas produzidas por processos radiativos e de espalhamento tais como fótons, neutrinos, e múons, bem como uma larga escala de partículas exóticas.

Elétron: Partícula mais conhecida e mais estudada. Massa de repouso: 9,1083 x 10−31 kg, carga elétrica: − 1,602 x 10−19 C, Spin: 1/2 ħ

Pósitron: Já era previsto por Paul Dirac e sua existência foi confirmada em 1930-1940 pelo físico americano Anderson. Possui massa de repouso e spin iguais aos do elétron. Carga elétrica de mesmo módulo e sinal contrário.

Próton: É um núcleon. Possui massa 1836,12 vezes a massa do elétron. Mesmo spin e carga de sinal contrário.

Antipróton: Descoberto em 1955. Já se suspeitava que existissem outras antipartículas desde a descoberta do pósitron. Possui mesma massa e spin que o próton, mas carga de sinal oposto (sinal negativo).

Nêutron: Possui carga nula, massa 1836,65 vezes a massa do elétron e spin 1/2 ħ. Pode se desintegrar dando origem a um próton, um elétron e um neutrino apenas quando está livre (fora do núcleo).

Antinêutron: Possui exatamente as mesmas características do nêutron, mas organização interna diferente. Um nêutron é composto de um quark up e dois quarks down. Logo, imagina-se que o antinêutron seja formado por um antiquark up e dois antiquarks down.

Fótons: São chamados de quantum do campo eletromagnético. Possui massa e carga elétrica zero e spin 1 ħ.

Grávitons: Analogamente ao fóton, o gráviton é o quantum do campo gravitacional. Não se tem muita informação experimental sobre ele. Só existe com velocidades próximas ou iguais a c (velocidade da luz no vácuo).

Mésons: quer dizer, massa média. São partículas que possuem massa entre a do elétron e a do próton. Existem oito tipos de mésons:

- Mésons pi +, - e 0, méson mu +, - , méson k+, - e 0.

Híperons: Partículas de massa maior que a do próton. Pode ser dividido em seis tipos:

- Hiperons lambda 0, hiperon sigma +, -, 0 , hiperon csi+, 0

Neutrinos: O neutrino surge da desintegração de um nêutron em próton e elétron. Possui massa menor que 0,000005 vezes a massa do elétron e até agora foram descobertos quatro tipos de neutrinos diferentes.

Glúon: é um bóson vetorial de massa nula. Há oito tipos de glúon. São partículas que intermediam a interação forte (assim como o fóton intermedia a interação eletromagnética).

Tau: é uma partícula subatômica da família dos léptons, sendo que ele é muito parecido com o elétron, ele pode ser genericamente chamado de elétron super-pesado, sua anti-partícula é o anti-tau, como no caso do elétron e do muon,