Até um tempo atrás se acreditava que a matéria era composta principalmente por prótons, nêutrons e elétrons. Mas com os estudos mais recentes sobre as radiações nucleares e de choques entre partículas revelaram diversos novos componentes da matéria.
A massa de um elétron é bem inferior às massas dos prótons e dos nêutrons. E foi exatamente este fator que fez com que os estudiosos suspeitassem que essas partículas nucleares fossem compostas por outras. A partir de diversas análises foi sugerido que o núcleo seria composto por Quarks. Os Quarks nunca são detectados separadamente, e sim sempre em grupos de três.
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Definição
O Quark é um dos dois elementos básicos que formam a matéria e é a única das partículas que interage através de todas as quatro forças fundamentais. É um férmion fundamental que possui uma unidade de carga hadrônica, que aparece em três cores diferentes.
A teoria que estuda a dinâmica de quarks e das cargas hadrônica é chamada de Cromodinâmica Quântica, e segundo essa teoria os quarks podem formas estados ligados de dois ou de três. Os pares de quarks são chamados de mésons e os trios de bárions.
Tipos de quarks
Os quarks podem ser divididos em seis tipos, porém desse total apenas dois fazem parte da composição dos prótons e dos nêutrons. Os outros quatro quarks existiram apenas durante os primeiros momentos da criação do Universo e só é possível recriá-los usando os aceleradores de partículas.
Os seis quarks são:
- Up (para cima) – que é o quark mais leve. Um próton possui dois Up em seu interior e um nêutron possui um.
- Down (para baixo) – ele faz dupla com o Up na constituição da matéria. Um próton possui um Down e um nêutron possui dois.
- Charm (charme) – é maior que o Up e que o Down, porém só aparece em aceleradores de partículas.
- Strange (estranho) – é o par do Charm e também muito pesado para permanecer inteiro na natureza. Existiu apenas nos primórdios da criação do Universo.
- Top (topo) – é o mais pesado de todos os quarks, sua massa é igual a de um átomo de ouro.
- Bottom (fundo) – assim como os três anteriores, é muito pesado para existir hoje. Nos aceleradores dura apenas um milionésimo de milionésimo de segundo.
Propriedades do quark
Os quarks possuem duas propriedades que são muito importantes, o sabor e a cor. Esses nomes dessas propriedades não têm nada a ver com as propriedades dos alimentos, são apenas analogias. Os quarks podem ter seis sabores (tipos), são eles: Up, Down, Charm, Strange, Top e Bottom. Apenas os dois primeiros estão presentes na composição dos prótons e dos nêutrons. Quanto as cores, podem ser: red, green e blue. Essa propriedade (cor) não é estática, pois os quarks interagem entre si e mudam de cor através dos glúons. E é essa interação que faz com que os quarks permaneçam juntos, por isso que o nome da partícula intermediadora se chama glúon, que vem da palavra glue, que é cola em inglês.
Por serem detectados em conjunto e formarem novas partículas, foi difícil explicar e comprovar que os quarks realmente existem. É muito difícil conseguir medir, mesmo que experimentalmente, a massa do quark. Ela varia de acordo com o sabor do quark como vocês podem ver abaixo:
- Quark up: fica entre 1,7 e 3,3 MeV
- Quark down: fica entre 4,1 e 5,8 MeV
- Quark bottom: 1270 MeV
- Quark top: 101 MeV
- Quark charm: 172 GeV
- Quark strange: 4,19 GeV
As massas acima citadas referem-se apenas a massa aproximada dos quarks isolados.