A teoria das cordas: tipos de partículas

Os físicos têm encontrado um grande número de partículas, e uma coisa que se mostrou útil é que eles podem ser divididos em categorias com base em suas propriedades. Os físicos descobriram uma série de maneiras de fazer isso, mas aqui estão algumas das categorias mais relevantes para a teoria das cordas.

De acordo com a mecânica quântica, as partículas têm uma propriedade conhecida como girar. Este não é um movimento real da partícula, mas num sentido de mecânica quântica, isso significa que a partícula sempre interage com outras partículas como se está em rotação de uma determinada maneira.

Em física quântica, rotação tem um valor numérico, que pode ser um inteiro (0, 1, 2, e assim por diante) ou semi-inteiro (02/01, 02/03, e assim por diante). Partículas que têm um spin inteiro são chamados bósons, enquanto as partículas que têm spin semi-inteiro são chamados férmions.

Partículas de força: bósons

bósons, nomeado após Satyendra Nath Bose, são partículas que têm um valor inteiro de rotação quântica. Os bósons que são conhecidos agem como portadores de forças em teoria quântica de campos, como o fóton faz nesta figura. O Modelo Padrão da física de partículas prevê cinco bósons fundamentais, quatro dos quais foram observadas:

• Fóton

• Gluon (existem oito tipos de glúons)

  Video: Aceleradores de Partículas e a Teoria das Cordas

• Z boson

  Video: Prótons , nêutrons e quarks

• W Higgs (na verdade, dois partículas - o W⁺ e W^- bósons)

• Bóson de Higgs (este não foi encontrado até o momento)

  
  
  
  

  

Além disso, muitos físicos acreditam que, provavelmente, existe um bóson chamado gráviton, que está relacionada com a gravidade. bosões compostos também podem exis- estes são formados por combinação, em conjunto um número par de diferentes fermiones.

Por exemplo, um átomo de carbono-12 contém seis protões e seis neutrões, todos os quais são fermiones. O núcleo de um átomo de carbono-12 é, portanto, um composto de Higgs. mésons, por outro lado, são as partículas constituídas por exactamente duas quark, para que eles também são bosões compósitos.

Partículas de matéria: férmions

férmions, em homenagem a Enrico Fermi, são partículas que têm um valor semi-inteiro de rotação quântica. Ao contrário de bosões, que obedecem a Princípio de exclusão de Pauli, o que significa que vários férmions não podem existir no mesmo estado quântico.

Enquanto bósons são vistos como mediando as forças da natureza, os férmions são partículas que são um pouco mais “sólida” e são o que nós tendemos a pensar de partículas de matéria. Quarks são férmions.

Além de quarks, existe uma segunda família de férmions chamada léptons. Léptons são partículas elementares que não podem (até onde os cientistas sabem) ser dividido em partículas menores. O elétron é um lepton, mas o modelo padrão da física de partículas nos diz que há realmente três gerações de partículas, cada uma mais pesados ​​do que o último.

As três gerações de partículas foram previstos por considerações teóricas antes que eles foram descobertos por experiência, um excelente exemplo de como a teoria pode preceder experiência em teoria quântica de campos.

Também no âmbito de cada geração de partículas são dois tipos de quark. Esta tabela mostra os 12 tipos de férmions fundamentais, os quais têm sido observados. Os números apresentados são as massas, em termos de energia, para cada uma das partículas conhecidas. (Neutrinos têm praticamente, mas não exatamente, a massa zero.)

Há também, é claro, fermiones compósitos, feitos quando um número ímpar de fermiones combinam-se para criar uma nova partícula, por exemplo, como protões e neutrões são formados através da combinação de quark.