Quarks

Os Quarks

Quais são as partículas fundamentais da matéria? Até bem pouco tempo, cerca de meio século atrás, acreditava-se que a matéria era composta principalmente por prótons, nêutrons e elétrons. Porém o estudo das radiações nucleares e de choques entre partículas revelava diversos novos componentes da matéria. Como reunir essas partículas recém descobertas em uma única teoria?
Quarks de um próton. Ilustração: Arpad Horvath / Wikimedia
Quarks de um próton. Ilustração: Arpad Horvath / Wikimedia
Os elétrons, que orbitam ao redor do núcleo atômico, possuem carga negativa e igual a -1 e-. Os prótons possuem carga positiva igual a +1 e- . Já os nêutrons, como o nome sugere, têm carga neutra. No entanto, a massa do elétron é bem inferior às massas de nêutrons e prótons. Isto despertou a suspeita de que essas partículas nucleares fossem compostas por outras. A partir da análise de diversas colisões e novos componentes dos átomos como neutrinos e glúons, por exemplo, foi sugerido que o núcleo seria composto fundamentalmente por Quarks.
O nome foi sugerido a partir de um trecho do livro Finnegans Wake, de James Joyce, em que um personagem diz a frase: “Three quarks for Muster Mark” - “Três quarks para o Mestre Mark”, em inglês. Tal frase, no idioma original, é um trocadilho com o quart, uma medida de capacidade. A escolha de tal nome é apropriada porque os quarks nunca são detectados separadamente, mas em grupos de três. Um próton, por exemplo, é composto por três quarks.
Os quarks possuem duas propriedades importantes, o sabor e a cor. Os nomes destas propriedades não tem nada a ver com as propriedades de alimentos e objetos macroscópicos, são apenas analogias. Como um biscoito pode ter dois sabores, morango e chocolate por exemplo, os quarks podem assumir 6 sabores, top (t), bottom (b), charm (c), strange (s), up (u) e down (d). Apenas os quarks up e down estão presentes nos prótons e nos nêutrons. Os sabores top, bottom, charm e strange foram descobertos em