Inquiring Minds (Português)

The science of matter, space and time

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What is the world made of?

The building blocks

Physicists have identified 12 building blocks that are the fundamental constituents of matter., Nosso mundo cotidiano é feito de apenas três desses blocos de construção: o quark up, o quark down e o elétron. Este conjunto de partículas é tudo o que é necessário para fazer protões e neutrões e formar átomos e moléculas. O neutrino de elétrons, observado no decaimento de outras partículas, completa o primeiro conjunto de quatro blocos de construção.

Os blocos de construção da matéria: seis quarks e seis léptons.,

por alguma razão, a natureza optou por replicar esta primeira geração de quarks e leptões para produzir um total de seis quarks e seis leptons, com massa crescente. Como todos os quarks, o sexto quark, chamado top, é muito menor que um próton (na verdade, ninguém sabe quão pequenos quarks são), mas o topo é tão pesado como um átomo de ouro!

Apesar de existirem razões para acreditar que não há mais conjuntos de quarks e léptons, teóricos especulam que pode haver outros tipos de blocos de construção, que podem, em parte, conta para a matéria escura expressa por astrofísicos observações., Esta matéria mal compreendida exerce forças gravitacionais e manipula galáxias. Serão precisas experiências com aceleradores baseados na terra para identificar o seu tecido.os elementos constitutivos da natureza (vídeo, 6 min.)

As forças

cientistas distinguem quatro tipos elementares de forças atuando entre as partículas: força forte, fraca, eletromagnética e gravitacional.

• a força forte é responsável por quarks “colados” para formar protões, neutrões e partículas relacionadas., a força eletromagnética liga elétrons a núcleos atômicos (aglomerados de prótons e nêutrons) para formar átomos.
• a força fraca facilita o decaimento de partículas pesadas em irmãos menores.
• a força gravitacional atua entre objetos massivos. Embora não desempenhe nenhum papel no nível microscópico, é a força dominante em nossa vida cotidiana e em todo o universo.

, Estes mediadores de força transportam quantidades discretas de energia, chamadas quanta, de uma partícula para outra. Você poderia pensar na transferência de energia devido à troca de bosões como algo como a passagem de uma bola de basquete entre dois jogadores.

cada força tem seus próprios bósons característicos:

• o glúon media a força forte; ele “cola” quarks juntos. o fóton carrega a força eletromagnética; também transmite luz. os bósons W E Z representam a força fraca; eles introduzem diferentes tipos de decaimento.,

os físicos esperam que a força gravitacional também possa estar associada a uma partícula bosónica. Chamado de graviton, este bóson hipotético é extremamente difícil de observar uma vez que, no nível subatômico, a força gravitacional é muitas ordens de magnitude mais fraca do que as outras três forças elementares.tabela de descobertas de partículas: quem, quando, onde?

antimatéria

embora seja um grampo da ficção científica, a antimatéria é tão real quanto a matéria. Para cada partícula, os físicos descobriram uma antipartícula correspondente, que parece e se comporta quase da mesma maneira., Antipartículas, no entanto, têm as propriedades opostas de suas partículas correspondentes. Um antipróton, por exemplo, tem uma carga elétrica negativa enquanto um próton é positivamente carregado.

ess than 10 years ago, physicists at CERN (1995) and Fermilab (1996) created the first anti-atoms. Para saber mais sobre as propriedades do” mundo Espelho”, eles cuidadosamente adicionaram um positrão (a antipartícula de um elétron) a um antipróton. O resultado: anti-hidrogenação. armazenar antimatéria é uma tarefa difícil., Assim que uma antipartícula e uma partícula se encontram, eles aniquilam, desaparecendo em um flash de energia. Usando campos de força eletromagnética, os físicos são capazes de armazenar antimatéria dentro de recipientes de vácuo por uma quantidade limitada de tempo.

O Modelo Padrão

O Modelo Padrão explica a complexa interação entre força transportadoras e de blocos de construção.,

Physicists call the theoretical framework that describes the interactions between elementary building blocks (quarks and leptons) and the force carriers (bosons) the Standard Model. A gravidade ainda não faz parte desta estrutura, e uma questão central da física de partículas do século XXI é a busca por uma formulação quântica da gravidade que poderia ser incluída no modelo padrão.

embora ainda chamado de modelo, o modelo padrão é uma teoria física fundamental e bem testada., Os físicos usam-no para explicar e calcular uma grande variedade de interações de partículas e fenómenos quânticos. Experimentos de alta precisão têm repetidamente verificado efeitos sutis previstos pelo modelo padrão.

até agora, o maior sucesso do modelo padrão é a unificação das forças eletromagnéticas e fracas na força eletrofraca. A colonização é um marco comparável à unificação das forças elétricas e magnéticas em uma única teoria eletromagnética por J. C. Maxwell no século XIX., Os físicos pensam que é possível descrever todas as forças com uma grande teoria unificada.

Um ingrediente essencial do modelo padrão, no entanto, ainda escapa a verificação experimental: o campo de Higgs. Interage com outras partículas para lhes dar massa. O campo de Higgs dá origem a um novo portador de força, chamado bosão de Higgs, que não foi observado. O facto de não o encontrar poria em causa o modelo padrão. Os experimentadores de Fermilab esperam encontrar evidências para o bosão de Higgs e fazer novas descobertas nos próximos anos.,

lide show on the building blocks of nature

tudo sobre neutrinos, electrões e luz.

Como encontrar as menores partículas

o Fermilab de pesquisa sobre partículas elementares