terça-feira, 22 de outubro de 2013

Prótons, Glúons, Elétrons, Neutrino e saiba muito mais

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Na Grécia Antiga, acreditava-se que todas as coisas do mundo eram formadas por elementos como fogo, terra, água e ar. Posteriormente, o átomo era tido como a base de tudo, compondo tudo o que existe – concepção que não está equivocada, porém, com o surgimento da física moderna, constatou-se que existem muitas partículas mais fundamentais do que um átomo.

Dentro de cada átomo, um novo mundo – o mundo quântico, habitado por partículas subatômicas, como os prótons e nêutrons, que por sua vez são formados por partículas ainda mais fundamentais.

Conheça nessa lista as 8 partículas fundamentais mais importantes do universo.

Neutrino:

Neutrinos praticamente não possuem massa, e viajam pelo espaço em uma velocidade próxima a da luz (300 mil km/s). A cada segundo, dezenas de bilhões dessas partículas subatômicas atravessam seu corpo, enquanto milhares dessas partículas são criadas dentro de você a todo instante.

E o efeito de toda essa atividade é nulo, isso porque o neutrino interage muito pouco com outras partículas, sendo considerado uma partícula fantasma.

O neutrino se forma no núcleo de um átomo, quando um nêutron se transforma em um próton, ou o contrário. Isso é muito comum em átomos de hidrogênio de estrelas como o Sol e em átomos de potássio que compõem seu corpo. Sempre quando essas transformações acontecem, elas liberam energia, originando um novo neutrino.
 
 

Elétron:

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Você viu que o neutrino é fantasmagórico, antissocial e nômade, mas o elétron não. Essa partícula habita a periferia de um átomo, denominada eletrosfera. Os elétrons também quase não possuem massa, mas são responsáveis por muitos fenômenos da natureza, como a imagem de sua televisão, o acendimento de uma lâmpada, o calor de um ferro de passar, entre outras infinitas coisas.
O elétron foi descoberto em 1897, e foi a primeira partícula subatômica a ser conhecida. Até hoje ele é fundamental, ou seja, não é composto por nenhuma outra partícula, diferentemente dos prótons e nêutrons, que são formados pelo próximo item da lista.

Quarks:

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Quarks são os formadores dos prótons e nêutrons, que por sua vez, formam um átomo. Cada próton e nêutron é composto por 3 quarks inseparáveis, que possuem uma carga elétrica denominada cor, que pode ser azul, vermelha ou verde. Junto com seu grupo, cada quark troca de cor, ou carga, a todo instante.

Glúon:

 
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Glúons são os responsáveis por manter os quarks unidos, atuando como se fosse uma “cola”, além de influenciar na troca de carga entre eles. Os glúons deixam os quarks livres quando eles estão próximos ao centro do grupo, mas os puxam de volta quando tentam deixar o grupo. Essas partículas são responsáveis pela existência da maior força do universo, a força nuclear forte, quase que infinitamente mais forte do que a gravidade.
A força nuclear forte mantem o núcleo do átomo coeso. Contudo, a força pode falhar, e o núcleo do átomo pode se desfazer. Quando isso acontece, é a vez de um fenômeno conhecido fissão nuclear entra em cena.

Bósons da força fraca:

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Como o próprio nome sugere, elas são responsáveis pela força nuclear fraca, e causam uma verdadeira bagunça no interior dos átomos. A gangue é composta pelos bósons W-, W+ e Z, todos 86 vezes mais pesados que um próton.
Eles podem expulsar partículas de dentro dos átomos, causando a radiação e a divisão do núcleo atômico citado no tópico anterior. Mesmo com tanta violência, essa força é menos forte do que a força nuclear forte.

Fótons:

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O fóton é conhecido por formar a luz visível, mas também faz parte do sinal da televisão, do celular, dos raios X e da força que prende o ímã na geladeira de sua cozinha. O fóton carrega a segunda força mais poderosa do universo, o electromagnetismo, que é bilhões de vezes mais forte do que a gravidade e somente 100 vezes mais fraca do que a força nuclear forte.
O toque que você sente é nada menos do que uma repulsão electromagnética entre algo e sua pele. Essa repulsão acontece por causa dos fótons que sua mão e esse algo trocam quando se aproximam.
Além disso, o electromagnetismo é a força responsável por manter os elétrons orbitando o núcleo atômico, comandando as ligações químicas dos átomos e moléculas.

Gráviton:

É a força que derrubou a maçã sobre a cabeça de Newton e mantém os planetas em órbita do Sol é totalmente incompreendida pela mecânica quântica, onde todas as forças são transportadas por uma partícula energética. A partícula responsável pela gravidade é o grátivon, só há um problema – ninguém nunca viu o viu, tampouco sabemos se ele existe mesmo. Por hora, é uma partícula hipotética, e um buraco no Modelo Padrão, que explica todas as partículas vistas até aqui.
Enquanto a gravidade continua não fazendo sentido para os físicos, o que não falta são teorias para explicá-la. Uma delas, são os universos paralelos.

 

Bóson de Higgs:


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A celebridade do ano passado é a partícula que fecha a lista. Ela é responsável por conferir massa a todas as outras partículas (exceto as fantasmas, com quem não interage). Se não fosse o bóson de Higgs, os quarks não teriam massa, e sem massa seria impossível um átomo surgir, e sem átomos não existiria nada que valesse a pena ser visto no universo. A descoberta do bóson de Higgs fez os cientistas compreenderem 4,6% do todo o universo, agora falta o restante.
 
 

 Todos são importantes, mais sem o Bóson de Higgs, não existiria nada de universo, por isso é chamado de a Partícula de Deus,e tudo isso está  dentro e fora das pessoas, de mim e de você, da sua casa e da sua rua, de seu país, e do planeta Terra, e no universo inteiro, somos uma poeira cósmica nessa imensidão, somos parte do universo, ele está na gente, e estamos nele.

Rafael Lobato

quinta-feira, 10 de outubro de 2013

A morte de uma partícula no átomo pode desencadear o fim do universo

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Até hoje, ninguém conseguiu observar um próton decaindo, o que pode ser um desapontamento profissional para os físicos, mas uma boa notícia para o universo.
Por que, se o decaimento de prótons for possível, quando isso acontecer, será o fim de tudo.

Mas como é que um próton pode decair? Um próton não é uma partícula elementar; ele é feito de quarks. Os quarks são, junto com os léptons, as partículas mais básicas que conhecemos.
Os quarks estão sujeitos à força nuclear forte, que mantém seu núcleo unido. Cada quark tem um número bariônico de 1/3. Os bárions mais famosos são os prótons e os nêutrons, que tem três quarks cada um, resultando em um número bariônico total igual a 1 (antiprótons tem um número bariônico negativo).

Quarks dentro do nêutron,onde também se encontram nos prótons

Como as cargas dos quarks dos prótons e dos nêutrons é um pouco diferente, as partículas têm carga diferente, e têm também massa diferente. O nêutron tem um pouco mais de massa, o que significa que ele pode estar envolvido em outra parte fundamental da matéria no universo.
Léptons são diferentes dos quarks, e aparecem na forma de elétrons, neutrinos, antineutrinos e antielétrons. Nenhum deles é afetado pela força forte: eles têm números leptônicos e suas antipartículas têm número leptônico negativo.

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Os números leptônico e bariônico parecem não ter nenhuma importância, até que você se dá conta que não se sabe de nenhuma reação no universo que mude o número bariônico total ou o número leptônico total de uma partícula.
Em outras palavras, há uma lei da conservação do número bariônico e número leptônico, semelhante à lei da conservação da massa e energia. Uma mudança súbita no número leptônico seria o equivalente a uma maçã desaparecendo no nada, ou um disparo de energia vindo de lugar nenhum.


Essa lei da conservação do número leptônico e bariônico fez com que um fenômeno deixasse os cientistas confusos: o decaimento do nêutron. Quando um nêutron decai, ele se torna um próton e emite um elétron. Como um próton é positivo e o elétron é negativo, a carga se conserva, mas o número leptônico muda completamente.
Mais tarde, os cientistas perceberam que este decaimento envolvia a emissão de um antineutrino, ou, mais especificamente, um neutrino antielétron, que é um neutrino associado às interações que envolvem elétrons. O elétron tem um número leptônico +1, e o neutrino antielétron, -1, então o número leptônico era conservado, e também a massa e a carga.

Este decaimento envolvia apenas a força fraca, o que significa que a força nuclear forte não estava interagindo com os léptons, e tudo estava bem e certo na física novamente.





















Os prótons, por sua vez, são bárions mais leves, e não podem emitir nada, a menos que seus quarks se dissolvam em partículas menores. Porém, isso iria diminuir bárions e acrescentar léptons do nada. A conclusão dos físicos era que tal coisa não poderia acontecer.
Então surgiu a Grande Teoria Unificada: uma teoria ainda incompleta que diz que todas as forças podem chegar a um certo nível de equivalência, que pode ser explicada com uma ideia unificante e quantificável.
O problema é que se a força forte e a fraca são equivalentes, então léptons e bárions são equivalentes também. Seria como a descoberta de Einstein que E=mc², que massa e energia são equivalentes, e uma pode ser derivada da outra.

É formado de 6 partículas chamadas, conjuntamente, de léptons. Elas são: o elétron (e), nosso velho conhecido da televisão de tubo; o muon (m), mais pesado que o elétron; e o tau (t), ainda mais pesado que o muon. Esses três léptons são partículas eletricamente negativas.

Repentinamente, uma maçã pode desaparecer, e disparos súbitos de energia podem aparecer do nada. Na Grande Teoria Unificada, bárions podem ser convertidos em léptons, e o número bariônico e o número leptônico não são mais conservados.
Isto também significa que os prótons podem decair em pósitrons e píons.

Daqui 1000000000000000000000000000000 de anos o Universo não existirá mais,mas na minha opinião,deve acabar muuuito antes
A partir dessa suposição, os cientistas calcularam a vida dos prótons até todos decaiam, de 10^25 (1,0 × 10 elevado a 25) a 10^33 (1,0 x 10 elevado a 33) anos.
Em 10^30 anos, as estrelas do universo já terão se afastado para longe das vistas uma da outra, e queimado até ficarem escuras. A energia é o que organiza os átomos – energia gravitacional que une as partículas e forma estrelas e planetas, energia solar que aquece os planetas e lhes dá uma chance.
Mas a energia que se verá nestes dias serão os disparos intensos de energia resultantes de porções de matéria sendo devoradas por buracos negros. Nessa época, essa pode ser a única forma de obter energia no nosso universo. Só que não vai funcionar, por que a própria matéria vai simplesmente se dissolver.
Uma vez que os bárions sejam reduzidos a léptons, não há jeito de fazer o caminho inverso, pelo menos não sem usar montanhas de energia. Como não teremos essa energia, o decaimento dos prótons significa que qualquer civilização que conseguir durar até lá vai literalmente se dissolver, já que até o hidrogênio vai se dissolver em partículas menores.

Fonte:  [io9]


É muito complexo este estudo,eu mesmo pesquiso depois que leio a publicação e publico depois aqui e aprendo um pouco sobre essa física tão complexa,na próxima postagens dentro em alguns dias,vou separar coisas interessantes sobre este ensinamento,onde para aprender sobre o universo temos que ver,o que ele é feito. 

Rafael Lobato