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23 de abril de 1994.

Físicos descobrem o quark top, uma partícula subatômica

quark top
Quark, em física de partículas, é um dos dois elementos básicos que constituem a matéria (o outro é o lépton) e é a única, dentre as partículas, que interage através de todas as quatro forças fundamentais. O quark é um férmion fundamental com carga hadrônica ou cor. Não se observaram ainda quarks em estado livre. Segundo o Modelo Padrão, os quarks ocorrem em seis tipos na natureza: top, bottom, charm, strange, up e down. Os dois últimos formam os prótons e nêutrons, enquanto os quatro primeiros são formados em hádrons instáveis em aceleradores de partículas.

Os quarks têm uma unidade de carga hadrônica, que aparece em três tipos distintos (cores). O campo hadrônico é também chamado de força nuclear forte. A teoria que estuda a dinâmica de quarks e das cargas hadrônicas (mediadas pelos glúons) é chamada Cromodinâmica Quântica. Segundo a Cromodinâmica Quântica, os quarks podem formar estados ligados aos pares e às trincas. Os pares de quarks são chamados mésons e as trincas hádrons. O próton é uma trinca de quarks, formado por dois quarks up e um quark down. O nêutron é outro estado ligado de três quarks, dois deles down e um up.

Os quarks têm carga elétrica -1/3 ou 2/3, onde a unidade é a carga do elétron. Antipartículas dos quarks têm carga oposta. Os quarks também interagem com a força nuclear fraca, a qual transmuta tipos distintos de quarks. Por exemplo, o quark tipo down pode mudar para um quark tipo up pela emissão de um bóson vetorial massivo, que transporta a força nuclear fraca. Tal mecanismo está por trás da desintegração do nêutron.

Apesar de não serem observados em estado livre, a massa dos quarks pode ser inferida dos hádrons e mésons observados. Sabe-se que os quarks up e down tem massa comparável com a do eléctron, enquanto o quark top tem uma massa cerca de 200 vezes maior que a do próton.

A propriedade mais importante dos quarks é chamada de confinamento. É um fato experimental que os quarks individuais não são vistos — Eles estão sempre confinados ao interior dos hádrons, partículas subatomicas como os protons, neutrons, e meson. Esperava-se que esta propriedade fundamental surgisse da moderna teoria das interações forte, chamada de cromodinâmica quântica (QCD). Embora não exista nenhuma derivação matemática de confinamento na QCD, é fácil mostrar isto usando a teoria grade gauge.

Em 22 de abril de 1994, ocorreu no Laboratório do Acelerador Nacional Fermi (Batavia, Illinois, Estados Unidos), a detecção do último quark: o quark top. Todos os outros já haviam sido experimentalmente detectados.

Tags: Partícula, atômica, subatômica, quark






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