Partícula subatômica

Nas ciências físicas, as partículas subatômicas são partículas muito menores que os átomos.

Esquema didático de um átomo de hélio, mostrando dois prótons (em vermelho), dois nêutrons (em verde) e dois elétrons.

A expressão pode ser usada em sentido específico definindo nesta situação uma classe de entes físicos específicos exibindo comportamentos específicos. Tal acepção reduz o conceito de "partícula" ao conjunto de "elementos fundamentais da matéria", por vezes também chamadas de partículas subatômicas. É fácil perceber que esta acepção restringe mas não invalida a acepção anterior visto que em sentido estrito as "partículas" são as menores porções localizadas de matéria-energia conhecidas, e por tal são entes de dimensões desprezíveis frente às dimensões presentes na (quase?) totalidade de problemas que exijam considerações sobre as mesmas. O termo "matéria-energia" figura na definição devido à equivalência entre massa e energia (E=mC²) e ao comportamento dual onda-corpúsculo facilmente verificado para entes com tais dimensões.

O termo partícula deriva do latim particula e significa parte muito pequena, corpo diminuto ou corpúsculo.

Seguindo-se o raciocínio reducionista, esses minúsculos elementos ou "corpúsculos" (se assim podemos nos permitir a definir) estão na base de tudo o que existe no Universo, sendo então entendidos nas teorias associadas como estados específicos fundamentais da matéria e energia.

Definição

Em física, partícula subatômica é a designação genérica daquelas cujas dimensões são muito menores que as de um átomo. Entre as partículas subatômicas, existem determinadas denominações, que foram escolhidas para designar os números quânticos. O conhecimento das propriedades dessas partículas deu-se a partir do final do século XIX.

No decorrer do século XX, foi comprovada a existência de aproximadamente 200 destes corpúsculos. Neste período, foram descobertas muitas das leis que governam as inter-relações e interações entre essas partículas, as forças e campos que regem o Universo. Sua quantidade e complexidade levaram ao desenvolvimento de formulações matemáticas cada vez mais complexas, na tentativa de predizer seu comportamento.

Atualmente, os estudiosos, através de exercícios teóricos e experimentos práticos, buscam teorias para unificar e simplificar o estudo da estrutura universal, cujo tecido se desdobra a cada nova descoberta.

Os físicos que descobriram alguns desses pequenos elementos utilizaram nomenclaturas que podem ser consideradas ou soar estranhas. Porém, analisando mais profundamente, observaremos que os quarks, por exemplo, chamados de: quark top; quark bottom; quark strange, quark charm, têm razões para receberem estes nomes. Estas nos dão uma ideia aproximada das propriedades singulares desses corpúsculos, cujas dimensões são inferiores à do átomo.

Histórico

No final do século XIX, em 1897, foi descoberta a primeira partícula por Joseph John Thomson, o elétron.

Ernest Rutherford, bombardeando uma chapa metálica com partículas alfa, descobriu que apenas uma pequena fração dessas sofria desvio de trajetória. Com isso, concluiu que as partículas que não se desviavam não encontravam, no metal, obstáculo que causasse a deflexão de sua trajetória. Dessa forma, criou um modelo, no qual os elétrons giravam em torno do núcleo atômico, que considerou a região central do átomo, onde havia a maior parte da massa atômica.

Órbitas

O modelo de Rutherford se baseava em órbitas eletrônicas, isto é, comparáveis a um sistema planetário. O cientista chegou à conclusão de que a maior parte do átomo se encontra vazia, estando praticamente a totalidade de sua massa no núcleo, este sendo em torno de dez mil vezes menor que o átomo.

A quantidade de partículas subatômicas

Depois da descoberta do núcleo em 1911, já foi comprovada a existência de muitas partículas subatômicas. Desde aquela época, foram estabelecidas leis fundamentais da matéria-energia que governam suas inter-relações, predizendo o comportamento das sub-partículas. Isso levou os cientistas a procurarem encontrar soluções teóricas que unifiquem e simplifiquem o estudo da estrutura básica do Universo.

Alguns tipos mais comuns

Partículas alfa que, resumidamente, assemelha-se com o núcleo de hélio emitido em um processo radioativo; partícula beta, elétron ou pósitron emitido num processo de desintegração nuclear, possuidor de energia cinética; íons; elétrons, os prótons; etc.

Classificam-se, também, as partículas elementares, aquelas que se supõe fazerem parte do conjunto de constituintes fundamentais da matéria; estas são caracterizadas por um conjunto de números quânticos: massa; isospin; spin; paridade; carga elétrica; número leptônico; número bariônico; estranheza; (Incluem-se nesta classe os léptons; os mésons; os bárions; o fóton, os bósons W e Z e as respectivas antipartículas).

Ver também

• Física de partículas