partículas elementares

Capítulo 1

“...na natureza há somente átomos e vazio…”
Diógenes Laércio, século 2 D.C, a respeito das idéias dos atomistas

Partículas elementares e interações da Natureza
Ao longo do século 20 os físicos de partículas foram descobrindo uma grande quantidade de partículas subatômicas. Nas primeiras décadas após 1900, somente o elétron e o próton eram conhecidos, mas a partir da década de 1950 houve uma proliferação com a observação de dezenas de outras partículas. Uma variedade tão grande sugeria uma estrutura subjacente mais fundamental que permitisse realizar uma “taxonomia” daquele vasto “zoológico” de partículas em termos de algumas poucas partículas fundamentais.
Durante a década de 1960 houve várias tentativas de encontrar uma ordem no aparente caos. Finalmente, os físicos concluíram que existem apenas umas poucas classes de partículas elementares diferentes, a partir das quais é possível “construir” todas as partículas conhecidas utilizando-as como se fossem blocos ou tijolos de brinquedo. Tanto do ponto de vista teórico quanto experimental, o conceito de elementaridade tem-se mostrado relativo, no sentido de que uma partícula pode ser enxergada como elementar (sem estrutura interna) às baixas energias, e como composta às altas energias1. Para descobrirmos se uma partícula é composta ou elementar empregamos há bastante tempo um método que recorre à violência: as colisões nos aceleradores de partículas. Se arremessada contra alvos conhecidos
(por exemplo, protons), uma determinada partícula se comportará de forma diferente, desde que a energia da colisão seja suficiente para expor sua estrutura subjacente (por exemplo, arrebentar um côco contra um muro deixará ver sua estrutura interna se a energia com a qual e disparado for suficiente para quebrar a casca). Assim, nas colisões entre prótons realizadas nos aceleradores de partículas, estes são enxergados como partículas sem estrutura interna desde que a energia da colisão