A física dos quarks e a epistemologia

A FÍSICA DOS QUARKS E A EPISTEMOLOGIA 1 (Quark physics and epistemology)

Marco Antonio Moreira Instituto de Física da UFRGS Caixa Postal 15051 91501-970 Porto Alegre, RS [e-mail] www.if.ufrgs.br/~moreira

Resumo O objetivo deste trabalho é o de apresentar, conceitualmente, a Física dos Quarks como um assunto acessível e motivador que ilustra, de maneira inequívoca, a relação teoria e experimentação em Física. Conta-se a história dos quarks e utiliza-se essa história para exemplificar questões epistemológicas. Ao longo dessa narrativa, em nenhum momento fazse uso de imagens de partículas elementares porque acredita-se que, nessa área da Física, as imagens apenas reforçam obstáculos representacionais mentais que, praticamente, impedem a aprendizagem significativa. Palavras-chave: Física dos quarks, epistemologia, ensino de Física.

Abstract The purpose of this paper is to present, conceptually, the physics of quarks as an accessible and motivating subject that shows unequivocally the relationship between theory and experimentation in physics. The quarks' story is told and this story is used to exemplify epistemological issues. Throughout this narrative images are never used because of the author's belief that in this area of physics the use of images may just reinforce mental representational obstacles that can almost hinder meaningful learning. Keywords: quark physics, epistemology, physics education.

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Publicado na Revista Brasileira de Ensino de Física, 29(2):161-173, 2007.

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Introdução Pelo que sabemos hoje, léptons e quarks são as partículas fundamentais constituintes da matéria. Léptons são partículas de spin 2 1 2 , sem cor 3 , que podem ter carga elétrica ou não (neutrinos). O elétron é o lépton mais familiar. Os demais léptons são o múon, o tau e os três neutrinos (neutrino do elétron, neutrino do múon e neutrino do tau). Seriam, então, seis os léptons, mas para cada um deles existe um antilépton 4 , de modo que o número total