Partícula subatômica
Na física, uma partícula subatômica é uma partícula menor que um átomo.[1] De acordo com o Modelo Padrão da física de partículas, uma partícula subatômica pode ser uma partícula composta , que é composta de outras partículas (por exemplo, um próton, nêutron ou méson), ou uma partícula elementar , que não é composta de outras partículas (por exemplo, um elétron, fóton ou múon).[2] Física de partículas e física nuclear estuda essas partículas e como elas interagem.[3]
Experimentos mostram que a luz pode se comportar como um fluxo de partículas (chamadas fótons), além de exibir propriedades semelhantes a ondas. Isso levou ao conceito de dualidade onda-partícula para refletir que as partículas em escala quântica se comportam como partículas e ondas; às vezes são chamados de ondulação para refletir isso.[4]
Outro conceito, o princípio da incerteza, afirma que algumas de suas propriedades tomadas em conjunto, como sua posição e momento simultâneos, não podem ser medidas com exatidão. Foi demonstrado que a dualidade onda-partícula se aplica não apenas a fótons, mas também a partículas mais massivas.
As interações de partículas na estrutura da teoria quântica de campos são entendidas como criação e aniquilação de quanta de interações fundamentais correspondentes.[5] Isso combina a física de partículas com a teoria de campo.[6]
Mesmo entre os físicos de partículas, a definição exata de uma partícula tem diversas descrições. Essas tentativas profissionais na definição de uma partícula incluem:[7]
- Uma partícula é uma função de onda colapsada
- Uma partícula é uma excitação quântica de um campo
- Uma partícula é uma representação irredutível do grupo de Poincaré
- Uma partícula é uma coisa observada
História
[editar | editar código-fonte]O termo ““partícula“ subatômica” é em grande parte um retrónimo da década de 60, usado para distinguir um grande número de bárions e mésons (que compreendem hádrons) de partículas que agora são consideradas verdadeiramente elementares. Antes disso, os hádrons eram geralmente classificados como “elementares” porque sua composição era desconhecida.[carece de fontes] Segue uma lista de descobertas importantes:
Partícula | Composição | Teorizado | Descoberto | Comentários |
---|---|---|---|---|
elétron | elementar | G. Johnstone Stoney (1874)[8] | J. J. Thomson (1897)[9] | Unidade mínima de carga elétrica, para a qual Stoney sugeriu o nome em 1891.[10] Primeira partícula subatômica a ser identificada.[11] |
partícula alfa | composto | Nunca | Ernest Rutherford (1899)[12] | Provado por Rutherford e Thomas Royds em 1907 como núcleos de hélio. Rutherford ganhou o Prêmio Nobel de Química em 1908 por essa descoberta.[13] |
fóton | elementar | Max Planck (1900)[14] | Albert Einstein (1905)[15] | Necessário para resolver o problema termodinâmico de radiação de corpo negro. |
próton | composto | William Prout (1815)[16] | Ernest Rutherford (1919, batizado 1920)[17][18] | O núcleo do 1H |
nêutron | composto | Ernest Rutherford (c.1920[19]) | James Chadwick (1932) [20] | O segundo nucleon. |
antipartículas | Paul Dirac (1928)[21] | Carl D. Anderson (e+, 1932) | Explicação revisada usa teorema CPT. | |
píons | composto | Hideki Yukawa (1935) | César Lattes, Giuseppe Occhialini, Cecil Powell (1947) | Explica a força nuclear entre núcleons. O primeiro méson (por definição moderna) a ser descoberto. |
múon | elementar | Nunca | Carl D. Anderson (1936)[22] | Chamado de "méson" no começo; mas hoje em dia é classificado como um lépton. |
káons | composto | Nunca | G. D. Rochester, C. C. Butler (1947)[23] | Descoberto em raio cósmicos. A primeira partícula estranha. |
bárion lambda | composto | Nunca | Universidade de Melbourne (Λ0, 1950)[24] | O primeiro híperon descoberto. |
neutrino | elementar | Wolfgang Pauli (1930), batizado por Enrico Fermi | Clyde Cowan, Frederick Reines (ν, 1956) | Resolveu o problema do espectro de energia do decaimento beta. |
quarks (u, d, s) |
elementar | Murray Gell-Mann, George Zweig (1964) | Nenhum evento de confirmação específico para o modelo de quark. | |
quark charm | elementar | Sheldon Glashow, John Iliopoulos, Luciano Maiani (1970) | B. Richter, S. C. C. Ting (J/ψ, 1974) | |
quark bottom | elementar | Makoto Kobayashi, Toshihide Maskawa (1973) | Leon M. Lederman ( ϒ , 1977) |
|
glúons | elementar | Harald Fritzsch, Murray Gell-Mann (1972)[25] | DESY (1979) | |
bósons W e Z W± , Z0 |
elementar | Glashow, Weinberg, Salam (1968) | CERN (1983) | Propriedades verificadas ao longo da década de 1990. |
quark top | elementar | Makoto Kobayashi, Toshihide Maskawa (1973)[26] | Fermilab (1995)[27] | Não hadroniza, mas é necessário para completar o Modelo Padrão |
bóson de Higgs | elementar | Peter Higgs (1964)[28][29] | CERN (2012)[30] | Se acredita que foi confirmado em 2013. Em 2014, foram encontradas mais provas.[31] |
tetraquark | composto | ? | Zc(3900), 2013, ainda não confirmado como tetraquark | Uma nova classe de hádrons. |
pentaquark | composto | ? | Mais uma classe de hádrons. A partir de 2019 pensa-se que existem vários. | |
gráviton | elementar | Albert Einstein (1916) | A interpretação de uma onda gravitacional como partículas é controversa.[32] | |
monopolo magnético | elementar | Paul Dirac (1931)[33] | não descoberto |
Ver também
[editar | editar código-fonte]Referências
- ↑ «Subatomic particles». NTD. Consultado em 5 de fevereiro de 2012. Cópia arquivada em 16 de fevereiro de 2014
- ↑ Bolonkin, Alexander (2011). Universe, Human Immortality and Future Human Evaluation. [S.l.]: Elsevier. 25 páginas. ISBN 9780124158016
- ↑ Fritzsch, Harald (2005). Elementary Particles. [S.l.]: World Scientific. pp. 11–20. ISBN 978-981-256-141-1
- ↑ Hunter, Geoffrey; Wadlinger, Robert L. P. (1987). Honig, William M.; Kraft, David W.; Panarella, Emilio, eds. Quantum Uncertainties: Recent and Future Experiments and Interpretations. [S.l.]: Springer US. pp. 331–343. doi:10.1007/978-1-4684-5386-7_18 – via Springer Link.
The finite—field model of the photon is both a particle and a wave, and hence we refer to it by Eddington’s name “wavicle”.
- ↑ Heisenberg, W. (1927), «Über den anschaulichen Inhalt der quantentheoretischen Kinematik und Mechanik», Zeitschrift für Physik (em alemão), 43 (3–4): 172–198, Bibcode:1927ZPhy...43..172H, doi:10.1007/BF01397280.
- ↑ Arndt, Markus; Nairz, Olaf; Vos-Andreae, Julian; Keller, Claudia; Van Der Zouw, Gerbrand; Zeilinger, Anton (2000). «Wave-particle duality of C60 molecules». Nature. 401 (6754): 680–682. Bibcode:1999Natur.401..680A. PMID 18494170. doi:10.1038/44348
- ↑ «What is a Particle?». 12 de novembro de 2020
- ↑ Stoney, G. Johnstone (1881). «LII. On the physical units of nature». The London, Edinburgh, and Dublin Philosophical Magazine and Journal of Science (em inglês). 11 (69): 381–390. ISSN 1941-5982. doi:10.1080/14786448108627031
- ↑ Thomson, J.J. (1897). «Cathode Rays». The Electrician. 39: 104
- ↑ Klemperer, Otto (1959). «Electron physics: The physics of the free electron». Physics Today. 13 (6): 64–66. Bibcode:1960PhT....13R..64K. doi:10.1063/1.3057011
- ↑ Alfred, Randy. «April 30, 1897: J.J. Thomson Announces the Electron ... Sort Of». Wired (em inglês). ISSN 1059-1028. Consultado em 22 de agosto de 2022
- ↑ Rutherford, E. (1899). «VIII. Uranium radiation and the electrical conduction produced by it». The London, Edinburgh, and Dublin Philosophical Magazine and Journal of Science (em inglês). 47 (284): 109–163. ISSN 1941-5982. doi:10.1080/14786449908621245
- ↑ «The Nobel Prize in Chemistry 1908». NobelPrize.org (em inglês). Consultado em 22 de agosto de 2022
- ↑ Klein, Martin J. (1961). «Max Planck and the beginnings of the quantum theory». Archive for History of Exact Sciences (em inglês). 1 (5): 459–479. ISSN 0003-9519. doi:10.1007/BF00327765
- ↑ Einstein, A. (1905). «Über einen die Erzeugung und Verwandlung des Lichtes betreffenden heuristischen Gesichtspunkt». Annalen der Physik (em alemão). 322 (6): 132–148. Bibcode:1905AnP...322..132E. doi:10.1002/andp.19053220607
- ↑ Lederman, Leon (1993). The God Particle. [S.l.: s.n.] ISBN 9780385312110
- ↑ Rutherford, Sir Ernest (1920). «The Stability of Atoms». Proceedings of the Physical Society of London. 33 (1): 389–394. Bibcode:1920PPSL...33..389R. ISSN 1478-7814. doi:10.1088/1478-7814/33/1/337
- ↑ Erro de citação: Etiqueta
<ref>
inválida; não foi fornecido texto para as refs de nomeprotonDebate
- ↑ Rutherford, E. (1920). «Bakerian Lecture: Nuclear constitution of atoms». Proceedings of the Royal Society of London. Series A, Containing Papers of a Mathematical and Physical Character (em inglês). 97 (686): 374–400. Bibcode:1920RSPSA..97..374R. ISSN 0950-1207. doi:10.1098/rspa.1920.0040
- ↑ Chadwick, J. (1932). «The existence of a neutron». Proceedings of the Royal Society of London. Series A, Containing Papers of a Mathematical and Physical Character (em inglês). 136 (830): 692–708. Bibcode:1932RSPSA.136..692C. ISSN 0950-1207. doi:10.1098/rspa.1932.0112
- ↑ Dirac, P. A. M. (1928). «The quantum theory of the electron». Proceedings of the Royal Society of London. Series A, Containing Papers of a Mathematical and Physical Character (em inglês). 117 (778): 610–624. Bibcode:1928RSPSA.117..610D. ISSN 0950-1207. doi:10.1098/rspa.1928.0023
- ↑ Anderson, Carl D.; Neddermeyer, Seth H. (15 de agosto de 1936). «Cloud Chamber Observations of Cosmic Rays at 4300 Meters Elevation and Near Sea-Level». Physical Review (em inglês). 50 (4): 263–271. Bibcode:1936PhRv...50..263A. ISSN 0031-899X. doi:10.1103/PhysRev.50.263
- ↑ ROCHESTER, G. D.; BUTLER, C. C. (1947). «Evidence for the Existence of New Unstable Elementary Particles». Nature (em inglês). 160 (4077): 855–857. Bibcode:1947Natur.160..855R. ISSN 0028-0836. PMID 18917296. doi:10.1038/160855a0
- ↑ Some sources such as «The Strange Quark» indicate 1947.
- ↑ Fritzsch, Harald; Gell-Mann, Murray (1972). «Current algebra: Quarks and what else?». EConf. C720906V2: 135–165. arXiv:hep-ph/0208010
- ↑ Kobayashi, Makoto; Maskawa, Toshihide (1973). «C P -Violation in the Renormalizable Theory of Weak Interaction». Progress of Theoretical Physics (em inglês). 49 (2): 652–657. Bibcode:1973PThPh..49..652K. ISSN 0033-068X. doi:10.1143/PTP.49.652. hdl:2433/66179
- ↑ Abachi, S.; Abbott, B.; Abolins, M.; Acharya, B. S.; Adam, I.; Adams, D. L.; Adams, M.; Ahn, S.; Aihara, H.; Alitti, J.; Álvarez, G.; Alves, G. A.; Amidi, E.; Amos, N.; Anderson, E. W. (3 de abril de 1995). «Observation of the Top Quark». Physical Review Letters (em inglês). 74 (14): 2632–2637. Bibcode:1995PhRvL..74.2632A. ISSN 0031-9007. PMID 10057979. arXiv:hep-ex/9503003. doi:10.1103/PhysRevLett.74.2632. hdl:1969.1/181526
- ↑ «Letters from the Past - A PRL Retrospective». Physical Review Letters (em inglês). 12 de fevereiro de 2014. Consultado em 22 de agosto de 2022
- ↑ Higgs, Peter W. (19 de outubro de 1964). «Broken Symmetries and the Masses of Gauge Bosons». Physical Review Letters (em inglês). 13 (16): 508–509. Bibcode:1964PhRvL..13..508H. ISSN 0031-9007. doi:10.1103/PhysRevLett.13.508
- ↑ Aad, G.; Abajyan, T.; Abbott, B.; Abdallah, J.; Abdel Khalek, S.; Abdelalim, A.A.; Abdinov, O.; Aben, R.; Abi, B.; Abolins, M.; AbouZeid, O.S.; Abramowicz, H.; Abreu, H.; Acharya, B.S.; Adamczyk, L. (2012). «Observation of a new particle in the search for the Standard Model Higgs boson with the ATLAS detector at the LHC». Physics Letters B (em inglês). 716 (1): 1–29. Bibcode:2012PhLB..716....1A. arXiv:1207.7214. doi:10.1016/j.physletb.2012.08.020
- ↑ «CERN experiments report new Higgs boson measurements». cern.ch. 23 de junho de 2014
- ↑ Moskowitz, Clara. «Multiverse Controversy Heats Up over Gravitational Waves». Scientific American (em inglês). Consultado em 22 de agosto de 2022
- ↑ Dirac, P. A. M. (1931). «Quantised singularities in the electromagnetic field». Proceedings of the Royal Society of London. Series A, Containing Papers of a Mathematical and Physical Character (em inglês). 133 (821): 60–72. Bibcode:1931RSPSA.133...60D. ISSN 0950-1207. doi:10.1098/rspa.1931.0130
Ligações externas
[editar | editar código-fonte]