Partícula W e Z: o que o que muda tudo.

Dentre as forças fundamentais temos a força fraca. A única força que influencia os neutrinos.a força fraca é intermediada pelos bósons W+, W- e Z. A partícula W mostra o sinal do hádrons interagente gerando uma nova partícula (lepton) e seu neutrino. A partícula Z tem carga nula e por isso é que reagem com outras partículas com carga nula.

Esse conjunto de bósons são os mediadores desta força. A força fraca é a força que provoca o decaimento radioativo e que transformam elementos pesados em elementos mais leves.

Essas partículas tem massa muito grande e por esse motivo tem baixo alcance. Não afastando-se muito do núcleo dos átomos mais pesados. É esse conjunto de partículas que mudam tudo.

Fonte:

Abdalla, Maria Cristina Batoni; Sobre o discreto charme das partículas elementares; Revista física na escola, SBF, São Paulo, 2005

Cherman, Alexandre; Sobre ombros de gigantes: uma história da física; Jorge Zahar editora, Rio de Janeiro, 2005.

Halliday, David; Fundamentos de física, volume 4: óptica e física moderna; LTC, Rio de Janeiro, 2009.

Moreira, Marcos Antônio; Modelo padrão da física de partícula; Revista brasileira de ensino de física, SBF, São Paulo, 2009.

Glúons: a cola da realidade.

Durante a vida escolar nós aprendemos que os átomos são feitos de prótons e elétrons. Os prótons confinados no núcleo e os elétrons na eletrosfera. Lembro-me também que aprendemos que os prótons têm carga elétrica positiva e os elétrons têm carga elétrica negativa. Aprendemos ainda que cargas elétricas de mesmo sinal se repelem quando estão próximos, segundo a força coulumbiana que depende do inverso do quadrado da distância.

É incrível como muitas vezes não percebemos como esses conhecimentos mostram-se inconsistentes um com o outro nas distâncias internas ao núcleo de um átomo, as forças de repulsão entre os prótons são gigantescas. O que mantem os átomos ligados? O que seria essa cola que prende os prótons?

Lembram-se dos quarks? Se as cargas elétricas entre prótons geram forças gigantescas, imagine as cargas de quarks a distâncias dentro de um próton. A mesma cola que segura os prótons seguram os quarks.

Essa “cola” que prende os quarks é o campo bosônico de glúons. Esses bósons são os intermediários da força nuclear forte, uma das quatro forças fundamentais. Esse bósons tem alcance muito pequeno, por esse motivo a força forte tem alcance menor que uma núcleo atômico.

Fonte:

Abdalla, Maria Cristina Batoni; Sobre o discreto charme das partículas elementares; Revista física na escola, SBF, São Paulo, 2005

Cherman, Alexandre; Sobre ombros de gigantes: uma história da física; Jorge Zahar editora, Rio de Janeiro, 2005.

Halliday, David; Fundamentos de física, volume 4: óptica e física moderna; LTC, Rio de Janeiro, 2009.

Moreira, Marcos Antônio; Modelo padrão da física de partícula; Revista brasileira de ensino de física, SBF, São Paulo, 2009.

Fótons: interação eletromagnética.

Os Fótons virtuais são os bósons mediadores das forças eletromagnéticas. Quer dizer que hoje entendemos o campo eletromagnético como um campo bosônico tal que os fótons sejam intermediários entre os corpos com cargas.

Estes fótons são chamado de virtuais, pois eles estão aprisionados entre os portadores de carga provocando a interação eletromagnética.

Esses fótons virtuais não são diferentes dos fótons reais. Única diferença é que os fótons reais estão livres das amarras das cargas elétricas enquanto os virtuais estão escravizados pelas interações eletromagnéticas.

Fonte:

Abdalla, Maria Cristina Batoni; Sobre o discreto charme das partículas elementares; Revista física na escola, SBF, São Paulo, 2005

Cherman, Alexandre; Sobre ombros de gigantes: uma história da física; Jorge Zahar editora, Rio de Janeiro, 2005.

Einstein, Albert;  A Evolução da Física; Jorge Zahar editora, Rio de Janeiro, 2006.

Halliday, David; Fundamentos de física, volume 4: óptica e física moderna; LTC, Rio de Janeiro, 2009.

Moreira, Marcos Antônio; Modelo padrão da física de partícula; Revista brasileira de ensino de física, SBF, São Paulo, 2009.

A fraqueza do grafeno foi descoberta e acabou com um sonho.

A algumas semanas eu li uma matéria que mostra que descobriram a fraqueza do grafeno. O grafeno é um material, alótropo do carbono, que apresenta características significativas para o futuro da tecnologia. Ele é um excelente condutor de eletricidade e tem uma resistência mecânica incrível, sendo bem mais resistente que o aço. As características acima fazem do grafeno a esperança de conseguimos supercondutores e do (meu mais profundo sonho) elevador espacial.

O ponto fraco, que foi descoberto é a baixa tenacidade do grafeno. Isso quer dizer que ele racha e quebra com muita facilidade. Apesar do grafeno ser mais forte que o aço depois de rachado ele fica muito frágil e desfaz-se com muita facilidade. Além disso, no texto que eu li, diz que as rachaduras foram feitas usando-se íons. Quer dizer que essa característica não torna proibitivo o uso de grafeno em supercondutores ou computadores de alta tecnologia, mas o (meu sonhado) elevador espacial fica sujeito a raios cósmicos (feitos de íons) o que pode ser um problema.

Em fim um sonho acabou, mas temos outros por ai. Quem sabe o divino grafeno não nos dê a habilidade de voar? Vamos sonhar que não custa nada.

Fótons: os quanta de luz.

Em 1905, o jovem Albert Einstein escreve vários artigos fenomenais que mudariam os rumos da física. A relatividade foi o fruto mais famoso do ano miraculoso de Einstein, mas o Nobel de Einstein veio por outro fruto, muito mais prático.

O artigo do pai da relatividade sobre o efeito fotoelétrico lhe redeu o Nobel em 1921 e apresentou ao mundo o quantum de luz. Pequenas partículas de luz (Newton deveria ficar satisfeito em saber que ele sempre estava certo sobre isso) explicavam as discrepâncias entre a antiga teoria e as observações experimentais que acontecia no efeito fotoelétrico. Para isso Einstein baseou-se na quantização da energia proposta por Planck.

Hoje, sabemos que o quantum de luz é o fóton, pequenas partículas de luz.

Fonte:

Abdalla, Maria Cristina Batoni; Sobre o discreto charme das partículas elementares; Revista física na escola, SBF, São Paulo, 2005

Cherman, Alexandre; Sobre ombros de gigantes: uma história da física; Jorge Zahar editora, Rio de Janeiro, 2005.

Einstein, Albert;  A Evolução da Física; Jorge Zahar editora, Rio de Janeiro, 2006.

Halliday, David; Fundamentos de física, volume 4: óptica e física moderna; LTC, Rio de Janeiro, 2009.

Moreira, Marcos Antônio; Modelo padrão da física de partícula; Revista brasileira de ensino de física, SBF, São Paulo, 2009.

A existência do que não existe: as partículas virtuais.

Matéria que surge do nada e aniquila-se logo em seguida. Como é possível acreditar nisso.

Antes de falarmos em partículas virtuais temos que falar sobre energia do ponto zero. Pelo principio da incerteza não podemos ter certeza da posição ou do momento ao mesmo tempo com precisão de 100%. Mas em um local onde não há partículas o momento inevitavelmente seria zero, tendo uma certeza de 100% nesta informação seria impossível dizer qual seria a posição do ponto definido. Desta maneira o vácuo violaria o principio da incerteza.

Mas por incrível que pareça alguns raios de luz pareciam desviar e atrasar um pouco.  Como poderíamos explicar isso? A QED diz que esses raios de luz ao passar no vácuo pode energizar partículas virtuais que tornaram-se reais em um par de partícula e anti-partícula vindo a aniquila-se em seguida fazendo que o ponto zero tenha pequenas oscilações de energia. Sendo impossível determinar o momento exato e com isso a posição também não pode ser definida com precisão.

As partículas virtuais renderam os diagramas de Feynman e a salvação do principio da incerteza.

Fonte:

Cherman, Alexandre; Sobre ombros de gigantes: uma história da física; Jorge Zahar editora, Rio de Janeiro, 2005.

Halliday, David; Fundamentos de física, volume 4: óptica e física moderna; LTC, Rio de Janeiro, 2009.

Os fantasmas por toda parte: neutrinos, neutrinos e neutrinos.

Você já imaginou o que aconteceria se você fosse atravessado por bilhões de partículas que viajam com velocidades próximas a velocidade da luz?

Pois, milhões de neutrinos atravessam nossos corpos a cada dia, não só nossos corpos, mas nosso planeta é transpassado por bilhões de neutrinos. E por que não vemos? E por que não sentimos?

Os neutrinos quase não interagem com nada. Com uma massa quase nula, não interagem gravitacionalmente, não tem carga elétrica o que faz não interagir eletromagneticamente e não é um bárion o que impede que ele interaja por meio da força forte. Eles só podem interagir por meio da força fraca nos decaimentos radioativos.

Existem três tipos de neutrinos e apesar de não serem raros esse são tão misteriosos, por serem como partículas fantasmas que raramente interagem com qualquer outra coisa no universo.

Quantos mistérios será que esses fantasmas nos escondem? Será que elas nos responderiam sobre o que chamamos de matéria escura?

Fonte:

Abdalla, Maria Cristina Batoni; Sobre o discreto charme das partículas elementares; Revista física na escola, SBF, São Paulo, 2005

Cherman, Alexandre; Sobre ombros de gigantes: uma história da física; Jorge Zahar editora, Rio de Janeiro, 2005.

Halliday, David; Fundamentos de física, volume 4: óptica e física moderna; LTC, Rio de Janeiro, 2009.

Moreira, Marcos Antônio; Modelo padrão da física de partícula; Revista brasileira de ensino de física, SBF, São Paulo, 2009.