Partículas da física: 11 das mais estranhas que conhecemos

Por , em 24.03.2012

Das mais impressionantes pesquisas sobre o universo, nos últimos tempos, quase todas têm participação de alguma partícula ainda não conhecida pela física, teorizada recentente. Até o Modelo Padrão da Física (teoria criada em 1973 que prevê a existência de partículas como o quark, neutrinos e antineutrinos) já está sendo revisado em vários pontos para incluir novas descobertas.

Para o estudo de questões físicas complicadas, tais como antimatéria, matéria escura e gravitação, os cientistas estão “criando” novas partículas, em um catálogo de constante atualização. Elas seriam satisfatórias para resolver vários problemas da física moderna, mas infelizmente a existência de nenhuma delas foi comprovada na prática.

Conheça onze destas partículas da física

11 – Stringball

A teoria das cordas prevê que as partículas quânticas, como elétrons e quarks, estão dispostas no universo vibrando como cordas de energia. Esta linha de pensamento, que não vê a partícula como um agente estático sem dimensão, satisfaz o modelo padrão e responde questões como a ação da gravidade em grandes distâncias cósmicas.

Se as partículas de fato vibram como cordas, esta teoria também conceitua algumas anomalias. Uma delas, estudada pelo acelerador de partículas LHC, seria a possível existência de buracos negros em miniatura. Outra seria um momento em que duas partículas abandonam a condição de corda e se chocam uma com a outra, formando o que se chama de “Stringball” (literalmente, “esfera de cordas”), o que deve dar origem a mais dimensões além das três que conhecemos.

O que faria as cordas saírem de seu estado natural e formarem esferas é uma grande quantidade de energia. Dessa maneira, os cientistas teorizam que seria possível criar tais esferas em um dispositivo como o LHC.

10 – Tetraquark

Esta partícula seria basicamente o que diz o nome: um aglomerado de quatro quarks. Em um modelo mais avançado, existiria um “pentaquark”, que inclui na conta um antiquark cujo peso seria a metade de um próton. Um próton, segundo o modelo padrão, é composto por três quarks juntos, ou um quark e um antiquark (proveniente da antimatéria).

Os pesquisadores defendem, contudo, que possam existir agrupamentos maiores de quarks, que superam um próton. A tentativa que chegou mais perto de comprovar sua existência, experimentalmente, aconteceu em 2005, mas falhou.

9 – Glueball

A existência dessa partícula, que ainda não possui tradução específica para o português (seria algo como uma “esfera de glúon”), também se baseia na teoria das cordas. Dentro de um próton, os quarks não são estáveis: a todo momento, são criados e eliminados. Um quark possui carga elétrica negativa, positiva, e uma terceira, hipotética, chamada de “carga de cor”.

Para que os quarks possam se manter juntos em um próton, é preciso haver uma força de atração. Esta força, conforme essa teoria, seria proporcionada porque partículas transitam entre os quarks carregados com a tal carga de cor. Tais partículas, por sua vez, seriam os glúons (cujo nome lembra a ideia de colar, de unir).

Como os glúons também têm carga própria, pesquisadores defendem que eles poderiam se unir por si próprios e compor matéria, formando um novo tipo de partícula. Estas partículas seriam as “glueballs”.

8 – Inflatão

Especialistas em astrofísica debatem intensamente o que teria acontecido logo após o Big Bang. Se uma única explosão foi responsável por criar o universo, como é que ele conseguiu se expandir desse jeito? As teorias mais aceitas propõem que seria necessária uma força de campo energético que espalhou os elementos pelo espaço em uma velocidade superior à da luz. A teoria quântica defende que todo campo está associado a uma partícula. Neste caso, seria o inflatão.

Seguindo a mesma teoria de expansão do universo, o inflatão teria sido responsável por expandir o universo logo após o ponto inicial, mas eventualmente estas partículas seriam dissolvidas em outros tipo de matéria e radiação, até sumir. Com isso, recriar um inflatão demandaria um acelerador de partículas um trilhão de vezes mais potente que o LHC.

7 – Pomerão

Caso as glueballs (partículas originárias dos glúons, que mantêm os quarks unidos) realmente existam, comprová-las na prática é uma tarefa muito difícil, pois exige que se “isole” um momento de atração entre quarks. O mais próximo que se imagina disso é conseguir capturar o instante em que as glueballs são convertidas em pacotes de energia, dentro do próton (O LHC já consegue forjar uma situação semelhante). Tais pacotes seriam o que se chama de pomerão.

Já se concebe a existência do pomerão há um bom tempo, desde antes do modelo padrão de 1973. Antigamente, no entanto, ele era visto como um possível componente fixo na atração energética interna dos prótons.

Hoje, com a teoria das cordas, a abordagem mudou. O pomerão é tido como algo criado a partir de uma colisão de partículas resultante da existência de mais de três dimensões.

6 – Leptoquark

O modelo padrão trabalha com a ideia de que o elétron tem partículas “opositoras”: lépton, múon e tau. Estas três já foram comprovadas na prática e estão incluídas no modelo padrão. O múon, mais pesado que o elétron, era tido como uma partícula “independente”, mas em 1994 um experimento na Alemanha conseguiu converter um elétron em múon a partir de colisões.

Seria preciso, portanto, uma partícula híbrida, um intermediário entre elétron e múon. Baseados no modelo padrão, que classifica o próton como um conjunto unificado de quarks, os cientistas traçaram um paralelo em que léptons são de alguma forma atraídos na formação de elétrons, e o leptoquark desempenharia um papel fundamental nesse sentido.

5 – Winos

A teoria da supersimetria, que tem sido bem aceita nos meios astrofísicos nos últimos anos, enuncia que cada partícula no universo possui uma partícula equivalente para lhe fazer oposição, geralmente com peso diferente, afim de proporcionar equilíbrio. De acordo com as teorias de interações entre partículas, existe o Bóson W (abreviatura de Weak, fraco em inglês), que trabalha com os conceitos de força forte e força fraca.

O equivalente pesado às partículas Bóson W seriam os Winos, responsáveis por proporcionar força de atração nuclear nestas situações. O LHC tem feito estudos tomando como base a teoria da supersimetria, e os Winos entram nestas suposições.

4 – Ânions

Elétrons e quarks são partículas subatômicas agrupadas em uma classe chamada de férmions, que seriam opositores dos bósons. Nas interações dimensionais entre estas duas, existiria um terceiro tipo de partícula, o ânion. Na teoria mais aceita, o ânion sempre carrega parte da energia de uma partícula subatômica durante uma interação com outra partícula, e isso seria a chave para entender algumas relações entre elas.

3 – Galileons

Einstein enunciou que a força gravitacional funciona sob o mesmo padrão em todos os pontos do universo. Dentro do sistema solar, que é até onde a ciência já pôde testar esta tese, o apontamento do físico alemão se mostrou correto. Mas, se isso é verdade, como existem as supernovas, explosões estelares que surgem justamente a partir de uma perturbação gravitacional?

A solução hipotética para este problema seriam as partículas chamadas de Galileons. De maneira geral, tratam-se partículas subatômicas originadas da formação de vácuos quânticos, que seriam responsáveis por enfraquecer a gravidade em determinados pontos do universo. O efeito destas partículas só seria sentido em regiões de baixa densidade no universo, o que não é o caso do sistema solar.

2 – Partículas Majorana

Uma partícula é geralmente idêntica à sua antipartícula, exceto por uma diferença: elas possuem cargas elétricas opostas. Em um estudo mais avançado nesse campo, o cientista italiano Ettore Majorana concebeu uma ideia aparentemente absurda: uma partícula cuja carga é zero, assim como a sua opositora, que na verdade é ela mesma. Logo, uma única partícula seria também sua antipartícula.

A concepção desta ideia ganhou força após a expansão da teoria da supersimetria, em que se defende a existência de um equivalente para cada partícula do universo. O conceito de antimatéria, por exemplo, é satisfeito com essa explicação. Dessa forma, poderiam haver vários tipos de partículas Majorana, todas tendo carga neutra e sendo a antimatéria de si mesmas.

1 – Wimpzilla

Mais de 80% da matéria existente no universo, segundo estimativas, é invisível aos nossos telescópios. Trata-se da matéria escura, objeto de estudo dos cientistas há décadas. A composição básica da matéria escura seriam as chamadas “Partículas Massivas de Interação Fraca” (WIMP, na sigla em inglês). Estas partículas, que pesariam de 10 a 100 vezes mais do que um próton, teriam surgido após o Big Bang e se espalhado paulatinamente pelo universo.

Existe, no entanto, a questão da expansão do universo a partir do início dos tempos. Durante a interação entre matéria e vácuo nesse período, algumas partículas podem ter se desprendido do fluxo da expansão em “pedaços” maiores. Seriam partículas WIMP gigantescas, bilhões de vezes mais pesadas que as originais. O nome, dado por um dos físicos que teorizou as WIMPs, faz mesmo alusão ao gigantesco monstro Godzilla. [New Scientist]

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28 comentários

  • Vanderlei Fernandes:

    O que eu sei, e tenho certeza, que existe são infinitas particulas, nunca vão chegar a um fim…cada vez mais estara diante de novas…esse é o nosso UNIVERSO…mas se não irmos tentando achar e descobrir, ficaremos parado, pois aproximadamente 100 anos atrás quando se colocou a mecanica quantica, o pensamento eram igual a hoje de 99,99% das pessoas, mas hoje temos o seu proprio computador na sua frente por terem acreditado e lutado pelas particulas, assim como uma particula estar em dois lugares ao mesmo tempo, saltarem de uma orbita para outra sem percorrer o espaço, enfim, acreditem e como dizer o infinito, e o maximo, …não… tem sempre o infinito mais 1.

  • alvaug:

    Gostar ou não de uma teoria da física não é critério suficiente para que ela esteja certa ou errada.

    A propósito, em português do Brasil diríamos “ínflaton” e “pômeron”.

  • Someone:

    Deixe-me ver se entendi bem: Quer dizer então que no item #11, seria possível criar buracos negros com o LHC? O.o

    • Miltão:

      Seria sim, mas mini buracos negros, muito muito pequenininhos.

      Segundo uma teoria de Stephen Hawking, esses mini buracos negros se evaporariam em pouco tempo. Não haveria perigo para nós.

  • Gilberto M.:

    “recriar um inflatão demandaria um acelerador de partículas um trilhão de vezes mais potente que o LHC”.

    Que tamanho teria essa máquina? Talvez o tamanho do sistema solar inteiro? Pode esquecer, o inflatão jamis será provado.

    • Hermínio Neto:

      Sempre que tentaram usar “jamais” para prever a não-ocorrência de eventos científicos, falharam….rs

  • Jonatas:

    Supercordas e Teoria da Supersimetria estão se tornando latentes na física teórica, na busca de consolidar o modelo padrão.
    Padronizar é uma prática humana aplicada em todos os meios, não seria diferente no meio científico. A diferença é que a natureza nós não fazemos, não organizamos, não conduzimos, pelo contrário, nós é que somos uma consequência dela, e de seus possíveis padrões.
    Cientificamente falando de padrões:
    Um teísta dirá que há um “criador”, que para mim seria melhor entendido como “programador”, por trás desse padrão (simplificando, uma programação inteligente por trás do funcionamento de tudo que existe), enquanto um ateísta dirá que padrões se formam aleatoriamente, como consequências de acidentes, colisões, explosões e mudanças de estado (simplificando, um caos de bilhões de anos até a poeira assentar e cada vetor e partícula elementar achar seu lugar, e ainda está ocorrendo).
    Que há padrões na natureza não ha o que duvidar, o Universo funciona ao vivo e a cores, e se nossa mente instintivamente procura parões e isso também está na natureza de nosso pensamento, que é um Universo tentando entender a si próprio. Eu prefiro não concluir e deixar a bola para futuras postagens, porque essa questão é bela demais para concluir aqui. Se teístas e ateístas forem opinar sobre o que falei, por favor sejam educados.

  • Campos:

    Não concordo com nada disto. Nem vale apena comentar. A começar pela teoria padrão. GLUEBALL, INFLATÃO, etc. Dá até vontade de rir. O GRÁVITON não foi citado porque até agora não foi encontrado, como o BOSON DE HIGGS. Está tudo errado. Temos muito que penar para saber a verdade.

  • CLEME:

    Considero fundamental a especulação por novas sub-partículas.
    Através desse exercício podemos afinar nosso senso teórico, com a constatação da realidade.

    Eu mesmo acrescento 2 derivadas da Luz:

    – Saltions: componente elétrico da luz, explica pq. podemos ainda sentir alguns efeitos da luz, após a passagem do Sol, numa praia com areia branca

    – Lucions: Componente magnético da Luz, explica o surgimento das auroras nos polos, particularmente a boreal do Polo N.

  • Darley Vieira Lages:

    Os físicos endoidaram! Estão tentando adaptar a realidade às suas teorias extravagantes. A vaidade estraga a pesquisa científica. Hoje existem(?) partículas em número suficiente para todos os que queiram descobri-las.

  • Roberto:

    Um erro repetido milhares de vezes torna-se uma verdade que vai levar a milhares de erros ao quadrado.

    • Cleber Antonio Santos:

      pessimista mais engraçado, kkk

  • mario casprechen:

    como diz a minha filha quando fala de filhotes de gatos e cachorros que sao bichinhos muito fofinhos

  • Marne Dulinski:

    Estou lendo, lendo cada vez mais esse maravilhoso Site, com isso aprendendo sempre um pouquinho mais!
    Valeu, um abração a todos,
    Marne

  • edno luiz pizzolatti:

    Discordo quanto ao distanciamento das galaxias ou expansão do universo proveniente do big bang.a expansão nada mais é do que uma acomodação das galaxias cada uma a procura de sua orbita no universo,isto porque o big bang nunca existiu.a origem do universo tem outra procedencia e nunca precisou do big bang para sua existencia.

    • JOSÉ FERNANDES:

      Muito interessante. Só gostaria de saber como você pode afirmar que o “big bang” nunca existiu.

    • CARLOS CORGA:

      Pergunto: Os físicos estão impregnados de teorias religiosas e tentam explicar qualquer coisa baseada em início criação; no entanto os universos são eternos e cíclicos, se expandem na maior forma volumétrica que é a esfera e se contraem ao mesmo tempo na menor forma volumétrica que é a tetraédrica.Como dizia Nassin Haramein o maior físico da humanidade numa esfera podemos circunscrever 64 tetraedros. Tudo é eterno e evolutivo, inclusive a consciência dos seres humanos.

    • edno luiz pizzolatti:

      sr.jose fernandes não só confirmo a não existencia do big bang como tambem a procedencia do ruido de fundo.uma vez não existindo o big bang,o ruido de fundo tem outra procedencia.e desta procedencia que se originou o universo,sem necessidade de explosão alguma.

  • Rafael:

    ISSO É CONHECER DEUS! ADOREI!

    • Rodrigo:

      Por favor não misture ciência e religião.Se fosse pela religião todos nós estaríamos enfiados em um caverna rezando para divindades.Se você acha isso tudo muito complexo para ser natural , e ser merecedor de alguma criação divina , você está errado.

    • Mario:

      no entanto estamos todos drogados.

    • GUEU:

      ALGUÉM IMAGINA QUE O “NOSSO” UNIVERSO PODE SER PARTE DE 1 OUTRO “CORPO” COMPOSTO POR “UNIVERSOS” IDÊNTICOS COMO SE FOSSE 1 CÉLULA NUM CORPO MULTI-CELULAR SENDO QUE NÃO VEMOS OUTRAS CÉLULAS POR SERMOS INSIGNIFICANTES NA NOSSA PRÓPRIA CÉLULA,E PARA OS PODERMOS “VER” TERÍAMOS QUE PASSAR A ORLA DO NOSSO UNIVERSO? SE DEUS FOSSE O MULTI-UNIVERSO, O PRÓPRIO CRIADOR TERIA DE SER TAMBÉM A CRIATURA.

  • José Roberto:

    Hoje, tive oportunidade de ter contato com o site pela segunda vez, achei fantástico o texto, vou procurar ler tudo que for possível, e divulgar, obrigado.

  • Tony Amorim de Aguiar:

    Ei, cadê os gravitons?

    • Wesley:

      acho que são os galileons, só trocaram o nome, porque a descrição é a mesma.

    • Jonas Broetto:

      Realmente. A descrição é a mesma

    • Walrus:

      Não, não é. O Graviton mediaria a força gravitacional; assim como os fótons o faz com o eletromagnetismo; os bósons W e Z com a força nuclear fraca; e os glúons com a força forte.
      .
      Os Galileons aí não faz isso…

    • Tony Amorim de Aguiar:

      (Os Galileos)”seriam responsáveis por enfraquecer a gravidade em determinados pontos do universo”
      É o que diz o artigo, mas o efeito esperado para os grávitons seria justamente o oposto… Talvez, o galileos possam ser rebatizados de “antigrávitons” se se confirmar ser mesmo o oposto deles.

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