Os novos constituintes da Os novos constituintes da matériamatéria

Situação atualSituação atual

PartículaPartícula Carga elétricaCarga elétrica SpinSpin Massa (Massa (MeV/cMeV/c22))

próton (ppróton (p++)) +1+1 1/21/2 938,28938,28

nêutron (nnêutron (n00)) 00 1/21/2 939,27939,27

elétron (eelétron (e--)) -1-1 1/21/2 0,5110,511

píon mais e menos (píon mais e menos (++ ; ; -- ) ) +1; -1+1; -1 11 139,56139,56

píon zero (píon zero (00)) 00 11 134,92134,92

Descoberta do píon Descoberta do píon caráter elementar do próton e caráter elementar do próton e nêutron colocado em questãonêutron colocado em questão

Emissão de partículas pelos núcleons Emissão de partículas pelos núcleons seriam essas partículas formadas por partes seriam essas partículas formadas por partes ?

Desenvolvimento dos acelerados Desenvolvimento dos acelerados detecção de novas detecção de novas partículas com propriedades parecidas com as já partículas com propriedades parecidas com as já descobertas.descobertas.

Novas partículasNovas partículas

PartículaPartícula Carga elétricaCarga elétrica SpinSpin MassaMassa ( (MeV/cMeV/c22))

Sigma mais (Sigma mais (+)+) +1+1 3/23/2 11891189

Delta mais (Delta mais (++)) +1+1 3/23/2 12351235

Lambda zero (Lambda zero (00)) 00 1/21/2 11161116

Delta dois mais (Delta dois mais (++++)) +2+2 3/23/2 12331233

Káon zero (kKáon zero (k00)) 00 11 498498

Apresentam as mesmas propriedadesApresentam as mesmas propriedades

Hádrons Hádrons interagem via força forte interagem via força forte

Dúvida sobre o caráter elementar dessas partículas Dúvida sobre o caráter elementar dessas partículas natureza mais simplesnatureza mais simples

Qual o significado da palavra Qual o significado da palavra ELEMENTARELEMENTAR?

Definição dicionário Definição dicionário rudimentar, simples, principal, rudimentar, simples, principal, fundamental fundamental

Partícula elementar na visão dos físicosPartícula elementar na visão dos físicos:: a função de onda de uma partícula elementar não pode ser redutível a função de onda de uma partícula elementar não pode ser redutível

à função de onda de outras partículas.à função de onda de outras partículas.

Partícula elementar aceitas hoje não são imutáveis, Partícula elementar aceitas hoje não são imutáveis, podendo ser transmutadas e até mesmo aniquiladas.podendo ser transmutadas e até mesmo aniquiladas.

Concepção grega de partícula elementar Concepção grega de partícula elementar átomo átomo (imutável).(imutável).

Previsão de partículasPrevisão de partículasGell-Mann (1961) Gell-Mann (1961) previsão da partícula previsão da partícula

detectada em 1964 detectada em 1964 massa e spin previsto por Gell-Mann massa e spin previsto por Gell-Mann

Gell-Mann (1961) Gell-Mann (1961) previsão das partículas previsão das partículas csi)csi)

detectada em 1964 detectada em 1964 massa e spin previsto por Gell-Mann massa e spin previsto por Gell-Mann

O modelo de quarksO modelo de quarks

Gell-Mann & Zweig Gell-Mann & Zweig proposta do quarks (1964) proposta do quarks (1964)

Hádrons Hádrons compostos por quarks compostos por quarks

Bárions Bárions 3 quarks 3 quarks

Mesóns Mesóns 2 quarks (quark + antiquark) 2 quarks (quark + antiquark)

Menores que hádronsMenores que hádrons

Carga fracionáriaCarga fracionária

Spin ½Spin ½

HádronsHádrons

quarksquarks

Os saboresOs sabores

Quark Carga elétrica (e) Spin

up (u) +2/3 1/2

down (d) -1/3 1/2

strange (s) -1/3 1/2

charm (c) +2/3 1/2

bottom (b) -1/3 1/2

top (t) +2/3 1/2

Problema: princípio da exclusão de PauliProblema: princípio da exclusão de Pauli

u

u

u

?

++++ (delta dois mais – uuu) (delta dois mais – uuu)

Duas partículas de spin ½ (fracionário) não Duas partículas de spin ½ (fracionário) não podem ocupar o mesmo estado quântico, ou seja, podem ocupar o mesmo estado quântico, ou seja, ter iguais os quatro números quânticos.ter iguais os quatro números quânticos.

Carga cor: uma nova propriedadeCarga cor: uma nova propriedade

Greenberg (1964): proposta da carga corGreenberg (1964): proposta da carga cor

Os quarks têm cor:Os quarks têm cor: verde vermelho azul

Hádrons incoloresHádrons incoloresBárions Bárions 3 cores 3 cores

Mesóns Mesóns cor + anticor cor + anticor

Anticores: propriedade dos antiquarksAnticores: propriedade dos antiquarks

antiverde antiazulantivermelho

Verde

Vermelho Azul

AntivermelhoAntiazul

Antiverde

++++ (delta dois mais – uuu) (delta dois mais – uuu)1232 MeV/c1232 MeV/c22; 3/2; 3/2

u

u

u

Nova descriçãoNova descrição

é uma ressonânciaé uma ressonância

Como um quark atrai o outro?Como um quark atrai o outro?

Com a troca de GLÚONS (oito)Com a troca de GLÚONS (oito)

GlúonsGlúonsCola entre os quarksCola entre os quarks

Fazer a troca de cor entre os quarks (seis)Fazer a troca de cor entre os quarks (seis)

Como um quark vermelho pode se transformar em um Como um quark vermelho pode se transformar em um quark azul?quark azul?

* Quark vermelho emite um glúon * Quark vermelho emite um glúon vermelho+anti-azul, se vermelho+anti-azul, se

transformando num quark azul transformando num quark azul

É dessa forma que os quarks É dessa forma que os quarks interagem entre si, emitindo interagem entre si, emitindo glúonsglúons

e trocando de cores.e trocando de cores.

Descrição das interaçõesDescrição das interações

Interação eletromagnética Interação eletromagnética carga elétrica carga elétrica

Interação Gravitacional Interação Gravitacional massa (carga gravitacional) massa (carga gravitacional)

Interação forte Interação forte carga cor carga cor