Particulas elementares

Elétrons e quarks não contêm estrutura discernível; não podem ser reduzidos ou separados em componentes menores. É portanto razoável chamá-los de partículas “elementares”, nome que no passado era erroneamente dado a partículas como o próton, que é na verdade uma partícula complexa que contém quarks. O termo partícula subatômica refere-se tanto às partículas elementares verdadeiras, como quarks e elétrons, quanto às partículas maiores que os quarks formam.

P>Embora ambos sejam partículas elementares, elétrons e quarks diferem em vários aspectos. Enquanto os quarks juntos formam núcleos dentro do núcleo atômico, os elétrons geralmente circulam em direção à periferia dos átomos. Na verdade, os elétrons são considerados distintos dos quarks e são classificados em um grupo separado de partículas elementares chamadas leptons. Existem vários tipos de leptões, tal como existem vários tipos de quarks (ver abaixo Quarks e antiquarks). Contudo, apenas dois tipos de quarks são necessários para formar protões e neutrões, e estes, juntamente com o electrão e uma outra partícula elementar, são todos os blocos de construção que são necessários para construir o mundo quotidiano. A última partícula necessária é uma partícula eletricamente neutra chamada neutrino.

Neutrinos não existem dentro dos átomos no sentido de que os electrões existem, mas desempenham um papel crucial em certos tipos de decaimento radioactivo. Em um processo básico de um tipo de radioatividade, conhecido como decaimento beta, um nêutron se transforma em um próton. Ao fazer esta mudança, o nêutron adquire uma unidade de carga positiva. Para manter constante a carga total no processo de decaimento beta e, assim, cumprir a lei física fundamental de conservação da carga, o nêutron deve emitir um elétron de carga negativa. Além disso, o nêutron também emite um neutrino (estritamente falando, um antineutrino), que tem pouca ou nenhuma massa e nenhuma carga elétrica. As decomposições beta são importantes nas transições que ocorrem quando os núcleos atómicos instáveis mudam para se tornarem mais estáveis, e por esta razão os neutrinos são um componente necessário para estabelecer a natureza da matéria.

O neutrino, tal como o electrão, é classificado como um leptão. Assim, à primeira vista, parece que apenas quatro tipos de partículas elementares – dois quarks e dois leptões – devem existir. Na década de 1930, no entanto, muito antes do conceito de quarks ser estabelecido, tornou-se claro que a matéria é mais complicada.