Apresentação do bloco 5

PARTÍCULAS ELEMENTARES
Boloco 5 Noções do Modelo Padrão
Apresentação do bloco 5
Muito do que foi dito sobre partículas alfa e beta e também sobre raios gama
teve que ser adaptado à nova visão do mundo das partículas elementares. A descoberta
de tantas outras partículas tornou completamente ultrapassada a visão simplista, que a
matéria é formada apenas por elétrons prótons e nêutrons. Até o decaimento beta tem
uma nova interpretação, agora com base na nova teoria aceita pela comunidade
científica até agora. Novas descobertas poder mudar outra vez a nossa visão do mundo
microscópico. A nova concepção de como funciona o mundo pode ser resumido através
da TEORIA QUÂNTICA DE CAMPOS: O MODELO PADRÃO, na qual se admite que
quatro forças básicas fundamentais nas interações que ocorrem na natureza:
Força gravitacional
Força eletromagnética
Força fraca
Força forte.
Toda a teoria pode ser descrita com alta precisão com a introdução de fórmulas
matemáticas complicadas de modo a prever observáveis experimentais várias, que têm
sido confirmadas uma a uma. Novas versões podem aparecer com as novas
observações feitas no Large Hadron Collider do CERN na Suíça e em pesquisas com
raios cósmicos de altíssima energia, como no Observatório Pierre Auger.
Faremos aqui apenas um resumo das características das partículas elementares
conhecidas e das leis que regem as interações observadas.
Para visualizar um pouco melhor o mundo teórico complexo sugerimos duas
atividades “As regras do jogo” e “Analisando o sistema”. Na primeira atividade apenas
serão necessários verificar qual lei de conservação está ou não satisfeita. Na segunda
atividade vamos novamente tentar brincar de ser um “físico teórico” criando leis para
justificar porque um fenômeno é “observado”. Essas leis não podem ser válidas para o
evento “não observado”. Dependendo das reproduções das figuras, podem aparecer
diferenças grandes por deformações introduzidas nos procedimentos de cópias e, assim,
várias “teorias“ podem ser válidas, sem que haja concordância entre resultados obtidos
ao longo do tempo. Basta que cada grupo discuta os seus resultados coerentes ou não.
Cada grupo vai apresentar a sua “teoria”, e todas devem ser testadas. Ainda pode ser
possível discutir se alguma das “teorias” apresentadas é a mais simples de todas.
Apesar disso tudo, as principais “características” das partículas alfa, beta, próton
e nêutron, tais como carga e massa, assim como a compreensão dos modos de
interação dos raios gama com a matéria continuam válidas. Apenas o status de
partículas elementares mudou com as novas estruturas atribuídas a cada partícula. Não
é errado dizer que uma partícula alfa é um núcleo de hélio, nem que o decaimento beta
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PARTÍCULAS ELEMENTARES
Boloco 5 Noções do Modelo Padrão
corresponde à emissão de um elétron e de um neutrino, com a mudança respectiva do
núcleo emissor. Apenas não está sendo considerado o detalhe de como se dá a
interação. A tabela periódica continua trazendo semelhanças e diferenças no
comportamento químico dos elementos que constituem as substâncias. A tabela dos
nuclídeos também continua válida dando as características ( números quânticos) de cada
núcleo dos elementos conhecidos.
Observação:
Na sistematização deste bloco apresentamos os Slides cedidos pelo Prof.
Marcelo Gameiro Munhoz, do Departamento de Física Nuclear do Instituto de Física da
USP, que trabalha na área de Física Nuclear de Altas Energias e que gentilmente
proferiu uma palestra de fim de curso. Alguns slides foram obtidos de sites do CERN e
de algumas Universidades. Estes slides podem ser uma boa fonte para a aula de
sistematização do conteúdo deste curso de atualização. Ao reproduzir algum slide a
referência deve ser atribuída ao Prof. Marcelo Munhoz.
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