Píon

Estrutura quark de um píon

Na física de partículas, píon ^{(português brasileiro)} ou pião ^{(português europeu)} (abreviação de méson pi, denotado pela letra grega pi: Predefinição:SubatomicParticle) é uma das três partículas subatômicas: Predefinição:SubatomicParticle, Predefinição:SubatomicParticle e Predefinição:SubatomicParticle. Cada píon é composto por um quark e um antiquark e é, portanto, um méson. Píons são os mésons leves e são instáveis, sendo que os píons carregados Predefinição:SubatomicParticle e Predefinição:SubatomicParticle se deterioram depois de um tempo de vida média de 26 nanossegundos, enquanto o píon Predefinição:SubatomicParticle neutro deteriora-se em um tempo ainda mais curto. Píons carregados normalmente decaem em múons e neutrinos do múon e píons neutros em raios gama.

A troca de píons virtuais, juntamente com os mésons rho e omega, fornece uma explicação para a forte força residual entre nucleons. Píons não são produzidos em radioatividade, mas são produzidos normalmente em aceleradores de alta energia em colisões entre hádrons. Ele é um campo pseudoescalar. Todos os tipos de píons também são produzidos em processos naturais, quando prótons de alta energia dos raios cósmicos e outros componentes de raios cósmicos hadrônicos interagem com a matéria na atmosfera da Terra. Recentemente, a detecção de raios gama característicos provenientes de decomposição de píons neutros em duas estrelas remanescente de supernovas, o que mostrou que píons são produzidos abundantemente em supernovas, provavelmente em conjunto com a produção de prótons de alta energia que são detectados na Terra, como raios cósmicos.

O conceito de mésons como as partículas portadoras de força nuclear foi proposto pela primeira vez em 1935 por Hideki Yukawa. Enquanto o múon foi proposto pela primeira vez para ser essa partícula após a sua descoberta, em 1936, o trabalho mais tarde descobriu que o múon não participava na  força nuclear forte. Os píons, que acabaram por serem exemplos de mésons propostos por Yukawa, foram descobertos mais tarde: os píons carregados em 1947, e os píons neutros em 1950.

Desenvolvimento teórico e observação

O píon foi previsto, mas demorou um pouco para ser observado. Os prótons e os nêutrons ficam dentro do núcleo atômico. Se o próton é positivo, como vários deles podem ficar juntos se cargas elétricas de mesmo valor se repelem e cargas opostas se atraem? A única maneira de explicar o núcleo atômico seria através da existência de uma força ainda mais forte do que a repulsão elétrica. Essa força foi chamada de força forte.

Yukawa, na década de 1930, postulou que deveria existir o píon, algo como uma "cola" (uma partícula mediadora da força forte). A troca desses píons, entre os nêutrons e os prótons, seria responsável por mantê-los "grudados" no núcleo atômico. O píon é um primo do próton e do nêutron, feito de um quark (que são partículas ainda menores, na qual fazem parte da estrutura de muitas outras partículas, como por exemplo o famoso próton.) e de um antiquark, que é antimatéria do quark.

Em 1947, os primeiros mésons verdadeiros, os píons carregados, foram encontrados por uma equipe da Universidade de Bristol, no Reino Unido, que teve a participação do físico brasileiro César Lattes, de Cecil Powell e de Giuseppe Occhialini. Tanto Yukawa quanto Powell foram laureados com o prêmio Nobel de física, o primeiro em 1949 e o segundo no ano de 1950.

Ver também

• Big Bang

Referências

Bibliográficas

• Gerald Edward Brown e A. D. Jackson, The Nucleon-Nucleon Interaction, (1976) North-Holland Publishing, Amsterdã ISBN 0-7204-0335-9

Ligações externas

• Mésons no Particle Data Group