particulas sub atômicas

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1.0 Introdução.............................................................................................02
2.0 Objetivos...............................................................................................03
2.1 Objetivo Geral.......................................................................................03
2.2 Objetivo Específico...............................................................................03
3.0 SubPartículas Atômicas........................................................................04
4.0Buraco Negro.........................................................................................06
5.0 Matéria Escura......................................................................................08
6.0 Matéria Degenerada..............................................................................10
7.0 Acelerador de Partículas.......................................................................17
8.0 Colisão das Partículas...........................................................................18
9.0 Conclusão..............................................................................................20
10.0 Referência ...........................................................................................21
Introdução
Trabalho proposto pela disciplina de Química Geral apresenta o conceito das SubPartículas atômicas, e cita os outros assuntos como buraco negro,matéria escura,matéria degenerada, acelerador de partículas e colisão das partículas. E a partir da pesquisa realizada, observa-se que cada assunto apresenta características diferentes.
2.0 Objetivos 
2.1 Objetivo Geral
Pesquisar sobre as subpartículas atômicas, buraco negro,matéria escura e degenerada,acelerador de partículas e colisão de partículas, para aprendizagem e conhecimento do conteúdo para o dia-a-dia.
2.2 Objetivo Especifico 
Aprender sobre os temas citados,como funciona , sua importância para química e para o universo, suas aplicações e características.
3.0 Sub Partículas Atômicas
As partículas subatômicas referem-se a partículas minúsculas, ou seja, partículas menores que o átomo, além das essenciais, que são: prótons, nêutrons e elétrons.
Sabe-se da existência de dezenas dessas partículas, observe a tabela abaixo: 
Pósitron ou elétron positivo contém sua massa igual à massa do elétron e sua carga também, porém o sinal é oposto.
As massas dos mésons são intermediárias entre as do próton e a do elétron, averigua-se que é responsável por unir prótons e nêutrons no núcleo.
Neutrinos não possuem partículas significativas de massa e sua carga elétrica é nula. Sua formação provável é: nêutron – próton + elétron + neutrino.
Quando um pósitron agrega-se a um elétron, significa que duas partículas de polaridade opostas que se relacionam, na qual a formação de energia aparece em forma de ondas. Vejamos: 
A construção de equivalência entre matéria e energia, foi estabelecida por Einstein, observe:
E = m. c2 
Onde: 
m – massa em quilograma transformada em energia. 
E – a energia em joule, produzida pela extinção da massa m. 
c – velocidade da luz em metros por segundo – 3 x 108 m/s.
9 x 1013 joules, é energia necessária para levantar mil toneladas numa até uma altura de 10 km. Lembrando que 9 x 1013 se forma em 1 grama de matéria.
Recentemente conclui-se que a antimatéria, é produzida pelas antipartículas, ou seja, pelos antielétrons, pelos antiprótrons e pelos antinêutrons. 
Foi possível obter o anti-hidrogenio, com isolamento e áreas magnéticas, ele foi formado por antipróton, núcleo e antielétron. Vejamos: 3
Teoria de Quarks
Quarks é um dos elementos fundamentais que formam a matéria, outro elemento fundamental é o lépton onde podemos encontrar o elétron.
Sabe-se que os quarks são seis:
1)“Up” (para cima) com carga de + 2/3, e 2)“down” (para baixo) com carga de – 1/3 constituem os prótons e os nêutrons.
Observe como é contituído o próton e o nêutrons:
– Para formar o próton há dois “up”, e um “down” .
– Para fortmar o nêutron há dois “down” e um “up”.
3) “Charm” (charme) com carga de + 2/3. 
4) “Strange” (estranho) com carga de – 1/3. 
Ambos são encontrados nos raios cósmicos.
5) “bottom” com carga de – 1/3. 
6) “top” com carga de + 2/3, é aproximadamente 200 vezes mais pesado que um próton, por isso ele não é encontrado nos raios cómicos, nem em fenômenos naturais. 
4.0 Buraco negro 
De forma simplificada, buraco negro é uma região do espaço que possui uma quantidade tão grande de massa concentrada que nada consegue escapar da atração de sua força de gravidade, nem mesmo a luz, e é por isso que são chamados de “buracos negros”.
Buraco negro (concepção artística). Ilustração: NASA/JPL-Caltech [domínio público]
Até hoje a melhor teoria para explicar este tipo de fenômeno é a Teoria Geral da Relatividade, formulada por Albert Einstein. Mas, para entender melhor do que se trata um buraco negro é preciso entender alguns conceitos.
Segundo a teoria de Einstein, a força da gravidade seria uma manifestação da deformação no espaço-tempo causada pela massa dos corpos celestes, como os planetas ou estrelas. Essa deformação seria maior ou menor de acordo com a massa ou a densidade do corpo. Portanto, quanto maior a massa do corpo, maior a deformação e, por sua vez, maior a força de gravidade dele. Consequentemente, maior é a velocidade de escape, força mínima que deve ser empregada, para que um objeto possa vencer a gravidade deste corpo. Por exemplo, para que um foguete saia daatmosfera terrestre para o espaço ele precisa de uma força de escape de 40.320 km/h. Em Júpiter, essa força teria de ser 214.200 km/h. Essa diferença muito grande, é porque sua massa é muito maior que a da Terra.
É isso que acontece nos buracos negros. Há uma concentração de massa tão grande em um ponto tão infinitamente pequeno que a densidade é suficiente para causar tal deformação no espaço-tempo que a velocidade de escape neste local é maior que a da luz. Por isso que nem mesmo a luz consegue escapar de um buraco negro. E, já que nada consegue se mover mais rápido que a velocidade da luz, nada pode escapar de um buraco negro.
Esses tais buracos negros seriam estrelas em seu último estágio de evolução, quando, depois de consumir todo seu combustível, a estrela com massa maior que 3 massas solares, se transformam em uma supernova com um “caroço” no centro. Se a massa deste caroço, que pode ou não se formar, for maior que 2 massas solares ele cai sobre si mesmo, transformando-se em um buraco negro.
Às vezes acontece da estrela evoluir no que chamamos de “sistema binário fechado” quando duas estrelas ficam muito próximas e há transferência de matéria de uma para outra, podendo fazer com que uma delas acumule matéria em excesso provocando sua explosão em uma supernova. Nestes casos, o mais provável é que ela evolua para uma estrela de nêutrons, quando elétrons e prótons se fundem em nêutrons. Mas, acontece que em alguns sistemas a concentração de massa é muito grande e ocorre a formação de um buraco negro que continua “sugando” a massa daquela outra estrela maior.
E o que é velocidade de escape?
Chamamos de velocidade de escape aquela cuja intensidade é suficiente para que um objeto possa “escapar” da atuação do campo gravitacional. A velocidade de escape na superfície de Terra é de aproximadamente 11,2 km/s; para que um objeto possa se libertar da atuação da gravidade de nosso planeta, precisa ser lançado com velocidade maior que esta.
Se um buraco negro não pode ser visto, como ele é detectado?
A observação de um buraco negro acontece de forma indireta, pois o que se pode ver são os efeitos que ele causa nas regiões próximas. Devido o seu imenso campo gravitacional, os outros corpos tendem a ser atraídospor ele. Medindo a velocidade com que os objetos se deslocam em sua direção nas regiões vizinhas é possível descobrir sua massa.
Quando um buraco negro absorve matéria dos corpos que estão próximos, esta matéria vai sendo comprimida, esquenta significativamente e emite grande quantidade de radiação em raios-X. As primeiras detecções dos buracos negros foram feitas com sensores que captavam esta emissão de raio-X.
Já foram observados fortes indícios de que existam buracos negros supermassivos no centro de algumas galáxias espirais, inclusive alguns cientistas acreditam que exista um destes buracos negros no centro de nossa galáxia, a Via Láctea.
Stephen Hawking diz que buracos negros não existem
O físico inglês Stephen Hawking afirmou que os buracos negros não existem - pelo menos da maneira como eles são descritos. A declaração está em um curto artigo publicado há uma semana no arxiv.org, uma plataforma online da Universidade Cornell, nos Estados Unidos, em que cientistas compartilham artigos antes de sua publicação oficial. Nele, Hawking, um dos criadores da teoria moderna a respeito, contesta a existência das fronteiras do buraco negro, chamadas horizonte de evento ou ponto de não-retorno. Trata-se do limite além do qual nada, nem a luz, escaparia.
No artigo, que dá continuidade a uma palestra feita por ele em agosto do ano passado no Instituto Kavli de Física Teórica, nos Estados Unidos, o físico propõe que, em vez de horizonte de evento exista um horizonte aparente. Esse seria um lugar que, temporariamente, seguraria matéria e energia e teria a possibilidade de liberá-las em um estado diferente - caótico, distorcido e desarrumado. Assim, em vez de dragar a energia como um horizonte de evento, como prevê a teoria vigente, o horizonte aparente poderia transformar as partículas.
"A falta de horizonte de evento significa que não existem buracos negros - no sentido de regimes do qual a luz não pode escapar para o infinito", afirma o físico em seu artigo. "Há, no entanto, horizontes aparentes que persistem por um período de tempo."
Enigma da física - De acordo com a teoria clássica, não há como fugir de um buraco negro. Mas os princípios da teoria quântica permitem que energia e informação escapem dele. Há alguns anos, Hawking combinou efeitos quânticos e teoria da relatividade e demonstrou que os buracos negros são capazes de emitir radiações sutis. Esse se tornou um enigma para os físicos.
 Buraco Negro, Disponivel em: http://veja.abril.com.br/noticia/ciencia/stephen-hawking-diz-que-buracos-negros-nao-existem/ Acesso em 09 de Outubro de 2015 ás 10 h 15 min.
5.0 Matéria Escura
Os pesquisadores ainda estão engatinhando para tentar explicar o que é exatamente essa matéria misteriosa, cuja existência é necessária para explicar por que as galáxias e os aglomerados de galáxias se comportam do jeito que se comportam. "A primeira evidência de que a maior parte da massa no universo é escura, isto é, não emite luz, apareceu nos anos 30 do século passado, quando Fritz Zwicky verificou que os aglomerados de galáxias tinham muito mais massa que a que se poderia atribuir às estrelas observadas", conta o astrônomo Laerte Sodré Júnior, do Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas da USP. Ou seja, para que a gravidade (gerada pela massa) unisse da forma observada as galáxias, era preciso que um tipo de matéria "invisível" estivesse presente.
Hoje, os cientistas já têm uma idéia precisa - e assustadora - da proporção dessa matéria "fantasma" na estrutura do cosmo. "Sabemos que estamos vendo menos de 1% da soma total de matéria e energia do universo em forma de estrelas e poeira luminosa", diz o físico norte-americano Paul Steinhardt, da Universidade de Princeton. Outros 3% dessa equação cósmica seriam compostos por matéria comum, feita de átomos e de seus elementos fundamentais, mas "fria" demais para ser vista - como gases extremamente rarefeitos ocupando o espaço entre as galáxias.
O grande problema reside no resto da matéria cósmica. Ninguém sabe exatamente o que ela é, mas nada menos que 23% dessa imensa somatória parece ser gerada por um tipo de matéria que não tem quase nada a ver com os prótons, nêutrons e elétrons dos quais eu, você e esta revista somos feitos.
Os nomes dessas coisinhas são complicados: WIMPs (partículas maciças fracamente interagentes), SIDM (matéria escura fortemente auto-interagente), só para citar alguns. "As WIMPs continuam sendo as principais candidatas para a matéria escura, embora algumas observações sugiram que elas não reproduzem a estrutura certa em escalas menores que galáxias", diz Steinhardt. Mesmo assim, ainda falta 73% dessa complicada conta cósmica - e é aí que entra a chamada energia escura (leia texto na pág. 40).
Cientistas não encontram matéria escura no entorno do Sol
Um estudo sobre os movimentos das estrelas na Via Láctea revelou uma misteriosa falta de matéria escura na vizinhança do Sol. A pesquisa foi divulgada por cientistas do ESO (Observatório Europeu do Sul). O trabalho será publicado na próxima edição do periódico The Astrophysical Journal.
Cientistas esperavam encontrar a matéria escura na vizinhança do Sistema Solar e foram surpreendidos. "Ela não está lá", dizem.(iStockphoto/ThinkStock/VEJA)
Contudo, o novo estudo, realizado em La Silla, Chile, não encontrou qualquer prova da presença de matéria escura em uma área relativamente grande do entorno do Sol. Os astrônomos mapearam os movimentos de mais de 400 estrelas situadas até 13.000 anos-luz da estrela.
A partir dos dados captados, os especialistas calcularam a massa da matéria na vizinhança solar, em um volume quatro vezes maior do que antes estimado. A quantidade de massa corresponde às estrelas, poeira e gás nas vizinhanças do Sol.
Porém, os cientistas não encontraram qualquer vestígio da matéria escura. "Nossos cálculos mostram que ela claramente resultaria de nossas medições - mas ela não está lá!", afirmou o responsável da equipe, Christian Moni Bidin, da Universidade de Concepción, no Chile.
Os cientistas acreditam que 23% da massa do universo é composta pela misteriosa matéria escura. Sua natureza, no entanto, continua desconhecida. Sua existência ajudaria a explicar por que partes externas das galáxias teriam uma velocidade de rotação tão grande.
"Mesmo que a matéria escura não exista nas redondezas do Sistema Solar, a Via Láctea deve certamente girar muito mais rápido do que podemos explicar apenas com a matéria visível", afirmou Bidin. "Uma nova explicação para o problema da massa faltante deve ser encontrada."
Os novos resultados significam também que as tentativas de detectar de forma direta as partículas de matéria escura na Terra, correm grande risco de não dar em nada, segundo o ESO.
 (Com Agência France-Presse)
6.0 Matéria Degenerada
O que é matéria degenerada?
	Se denomina matéria degenerada, ou ainda gás degenerado, aquela na qual uma fração importante da pressão provem do princípio de exclusão de Pauli, que estabelece que dois férmions não podem ter os mesmos números quânticos.
Tal "gás" não obedece às leis clássicas na qual a pressão de um gás é proporcional à sua temperatura e densidade.
Enrico Fermi e Paul Adrien Maurice Dirac provaram que, a uma densidade muito alta, a pressão aumenta rapidamente até o ponto em que ela passa a independer da temperatura do gás. Neste ponto, o gás passa a agir quase como um sólido.
Na astronomia, este gás é encontrado nas estrelas anãs brancas e importante no tratamento tanto de estrelas residuais densas quanto das novas que as geram. É conceito importante em cosmologia e na evolução do universo no tempo, com relações com a teoria da relatividade e para o modelo "big bang" e na detecção de objetos estelares.
Dependendo das condições, a degeneração de diferentes partículas pode contribuir com a pressão de um objeto compacto, de modo que uma anã branca está sustentada pela degeneração dos elétrons, ainda que uma estrela de nêutrons não colapse devido ao efeito combinado da pressão de nêutrons degeneradose à pressão devida à ação repulsiva da interação forte entre bárions.
Estas restrições nos estados quânticos fazem com que as partículas adquiram momentos muito elevados, já que não têm outras posições do espaço de fases onde situar-se; pode-se dizer que o gás, ao não poder ocupar mais posições, se vê obrigado a estender-se no espaço de momentos com a limitação da velocidade c (velocidade da luz). Assim, ao estar tão comprimida a matéria, os estados energeticamente baixos prenchem-se em seguida pelo que muitas partículas não tem outra possibilidade senão colocar-se em estados muito energéticos o que envolve uma pressão adicional de origem quântica. Se a matéria está suficientemente degenerada, esta citada pressão será dominante, e muito, sobre todas as demais contribuções. Esta pressão é, além disto, independente da temperatura e unicamente dependente da densidade.
Estas características implicam em tratamento termodinâmico bastante diverso e adequado as pressões e campos gravitacionais envolvidos, assim como o comportamento das reações nucleares na proximidade de tais massas.
Necessita-se de densidades para chegar aos estados de degeneração da matéria. Para a degeneração de elétrons se requer uma densidade em torno dos 106 g/cm³, para a de nêutrons necessitará muito mais ainda, 1014 g/cm³.
 
Tratamento matemático da degeneração 
Para calcular o número de partículas fermiônicas em função de seu momento se usará a distribuição de Fermi-Dirac (ver estatística de Fermi-Dirac) da seguinte maneira:
Onde n(p) é o número de partículas com momento linear p. O coeficiente inicial 2 é a dupla degeneração de spin dos férmions. A primeira fração é o colume do espaço de fases em um diferencial de momentos dividido pelo volume de uma determinada seção em dado espaço. A h³ é a constante de Planck ao cubo que, como se tem dito, significa o volume dessas seções nas quais cabem até duas partículas com spins opostos. O último termo fracionário é o denominado fator de preenchimento. K é a constante de Boltzmann, T a temperatura, Ep a energia cinética de uma partícula com momento p e ψ o parâmetro de degeneração que é dependente da densidade e da temperatura.
O fator de preenchimento indica a probabilidade de que este preencher um estado. Seu valor está compreendido entre 0 (todos vazios) e 1 (todos preenchidos).
O parâmetro de degeneração indica o grau de degeneração das partículas. Se toma valores grandes e negativos a matéria estará em um regime de gás ideal. Se está próximo a 0 a degeneração se começa a notar. Se diz que o material está parcialmente degenerado. Se o valor é grande e positivo o material está altamente degenerado. Isto acontece quando as densidades são elevadas ou também quando as temperaturas são baixas.
Desta equação se podem deduzir as integrais do número de partículas, a pressão que exercem e a energia que têm. Estas integrais são possíveis de serem resolvidas analiticamente quando a degeneração é completa.
O valor da energia das partículas dependerá da velocidade das partículas a qual se decidirá se tem-se un gás relativista ou não. No primeiro caso se usarão as equações de Einstein e no segundo valerá a aproximação clássica. Como se pode ver as relações energia-pressão variam significativamente sendo maiores as pressões obtidas com a degeneração completa não relativista. É lógico já que a matéria relativista é mais quente.
Matéria degenerada não relativista (NR):  
Matéria degenerada extremamente relativista (ER):  
As estrelas típicas com degeneração são as anãs brancas e as anãs marrons sustentadas por elétrons e as estrelas de nêutrons sustentadas por nêutrons degenerados. Se considera que sua temperatura tende a 0 já que não possuem fonte de calor alguma. Suporemos estes corpos com um parâmetro de degeneração tendente a +infinito.
Gases Degenerados 
Gases degenerados são gases compostos de férmions que têm uma configuração particular a qual usualmente forma-se a altas densidades. Férmions são partículas subatômicas com spin fracionário (semi-inteiro ou metade de um inteiro). Seu comportamento é regulado por um conjunto de regras dentro da mecânica quântica chamadas de estatística de Fermi-Dirac. Uma regra em particular é o princípio de exclusão de Pauli que estabelece que há somente um férmion que pode ocupar cada estado quântico o qual também se aplica aos elétrons que não estão ligados a núcleos mas meramente confinados num volume fixo, tal como no interior profundo de uma estrela. Partículas como elétrons, prótons, nêutrons, e neutrinos são todos férmions e obedecem a estatística de Fermi-Dirac.
Um gás de férmions, a qual toda a energia situa-se abaixo de um valor crítico, denominada energia de Fermi, está confinado é chamado um gás de férmion inteiramente degenerado. O gás de elétrons em metais e no interior de estrelas anãs brancas constituem dois exemplos de um gás de elétrons degenerado. A maior parte das estrelas são sustentadas contra sua gravidade pela pressão de gás normal. Estrelas anãs brancas são suportadas pela pressão de degeneração do gás de elétrons em seu interior. Para anãs brancas as partículas degeneradas são os elétrons enquanto para as estrelas de nêutrons são os nêutrons.
No fim da vida de uma estrela, a gravidade exerce uma enorme pressão sobre seu núcleo, e o comprime até onde não possa mais por causa da pressão de degeneração. Entretanto, enquanto a velocidade média das moléculas aproxima-se (dentro da dentro da incerteza quântica) da velocidade de luz para compensar a gravidade, a consequente pressão de degeneração pode não ter mais ação, porque nada pode se mover mais rapidamente do que a velocidade de luz. Se a pressão de degeneração falha nisto, então os átomos desabam, são esmagados, em direção ao núcleo atômico em um gás degenerado de elétrons, e se a pressão de degeneração falha novamente, então os elétrons irão ser esmagados no núcleo com prótons vindo a se tornar nêutrons.
Degeneração de Elétrons 
Situação nos gases ordinários 
Num gás ordinário, a maior parte dos níveis de energia chamados n-esferas (unicamente certos estados discretos de energia disponíveis aos elétrons) não estão preenchidos e os elétrons estão livres para mover-se. Como a densidade de partículas é crescente num volume fixo, elétrons progressivamente preenchem os mais baixos níveis de energia e elétrons adicionais são forçados a ocupar estados de alta energia. Conseqüentemente, gases degenerados fortemente resistem a adicional compressão porque os elétrons não podem mover-se para níveis mais baixos de energia os quais já estão preenchidos devido ao princípio de exclusão de Pauli. Os elétrons degenerados são mantidos na posição porque todas as camadas de mais baixa energia estão preenchidas e então eles não podem mais se mover tão livremente como num gás normal. Mesmo que energia térmica possa ser extraida do gás, ele ainda poderá não se esfriar, desde que os elétrons não possam ceder energia por mover-se para um nível mais baixo de energia. Isto aumenta a pressão do gás de férmions denominada pressão de degeneração. Num gás degenerado a pressão média é alta o suficiente para manter o material sendo comprimido pela gravidade.
Situação em altas densidades 
Sob altas densidades a matéria torna-se um gás degenerado quando os elétrons foram todos separados de seus átomos originais. No núcleo de uma estrela onde a queima de hidrogênio nas reações de fusão nuclear parou, transforma-se numa mistura de íons positivamente carregado, principalmente núcleos de hélio e carbono, flutuando num mar de elétrons os quais foram afastados de seus núcleos. Gás degenerado é um quase perfeito condutor de calor e não obedece as leis dos gases ordinários. Anãs brancas são luminosas não porque elas estejam gerando qualquer energia mas principalmente porque elas retém uma grande quantidade de calor. Gás normal exerce mais altas pressões quando é aquecido e se expande, mas a pressão num gás degenerado não depende da temperatura. Quando o gás torna-se super-comprimido, as partículasposicionam-se uma contra as outras produzindo gás degenerado que comportam-se mais como um sólido. Em gases degenerados as energias cinéticas dos elétrons são sempre altas e a taxa de colisão entre elétrons e outras partículas é sempre baixa, conseqüentemente elétrons degenerados podem viajar grandes distâncias em velocidades que aproximam-se da velocidade da luz. Em vez de temperatura, a pressão em um gás degenerado depende somente da velocidade das partículas degeneradas; entretanto, calor adicional não faz aumentar a velocidade. Pressão é somente aumentada pela massa de partículas as quais aumentam a força gravitacional empurrando as partículas para ainda maior proximidade. Logo, o fenômeno é oposto ao que normalmente é encontrado na matéria aonde se a massa de matéria é aumentada, o objeto torna-se maior. Em gás degenerado, quando a matéria é aumentada, a pressão é aumentada, e as partículas tornam o espaço mais restrito, então o objeto torna-se menor. Gás degenerado pode ser comprimido a densidades muito altas, valores típicos estão na escala de 107 gramas por centímetro cúbico.
O limite de Chandrasekhar 
Há um limite superior para a massa de um objeto elétron-degenerado, o limite de Chandrasekhar, além do qual a pressão de degeneração dos elétrons não pode suportar o objeto contra o colapso. O limite é aproximadamente 1.44 massas solares para objetos com composições similares ao Sol. O limite específico desta massa muda com a composição química do objeto, como isto afeta o raio da massa do número de elétrons presentes. Objetos celestes abaixo deste limite são estrelas anãs brancas, formadas pelo colapso dos núcleos de estrelas as quais acabou o combustível. Durante o colapso, um gás degenerado de elétrons forma-se no núcleo, provendo suficiente pressão degenerativa que é comprimida até resistir ao adicional colapso. Acima deste limite de massa, uma estrela de nêutrons (suportada pela pressão da degeneração de nêutrons) ou um buraco negro pode vir a se formar.
Degeneração de Prótons 
Matéria suficientemente densa contendo prótons experimenta pressão de degeneração de prótons, de maneira similar a pressão de degeneração de elétrons e matéria elétron-degenerada: prótons confinados a volume suficientemente pequeno tem um máximo momento dado pelo princípio de incerteza de Heisenberg. Por causa dos prótons serem muito mais massivos que elétrons, o mesmo momento mínimo representa uma muito menor velocidade para prótons que para elétrons. Como resultado, na matéria com aproximadamente igual número de prótons e elétrons, a pressão de degeneração de prótons é muito menor que a pressão de degeneração de elétrons, e a degeneração de prótons é usualmente modelada como uma correção das equações de estado da matéria elétron-degenerada.
Degeneração de Nêutrons 
Estrutura de uma estrela de Nêutrons
As estrelas de nêutrons 
Degeneração de nêutrons é análoga a degeneração de elétrons e é observada nas estrelas de nêutrons, as quais são suportadas pela pressão de um gás degenerado de nêutrons. Isto acontece quando um núcleo estelar acima de 1.44 massas solares (o limite de Chandrasekhar) colapsa e não é detido pelos elétrons degenerados. Como a estrela colapsa, a energia de Fermi dos elétrons aumenta ao ponto aonde é energeticamente favorável para eles combinarem-se com prótons para produzir nêutrons (via decaimento beta-inverso, também denominado "neutralização" e captura de elétrons). O resultado deste colapso é uma estrela extremamente compacta composta de matéria nuclear, a qual é predominantemente um gás degenerado de nêutrons, algumas vezes chamado de neutrônio, com uma pequena mistura adicional de gases degenerados de prótons e elétrons.
Comparação com o gás degenerado de elétrons 
Nêutrons num gás degenerado de nêutrons são distribuidos no espaço muito mais compactamente que elétrons num gás degenerado de elétrons, porque o mais massivo nêutron tem um muito mais curto comprimento de onda a uma dada energia. No caso de estrelas de nêutrons e anãs brancas, isto combina-se ao fato que as pressões no interior das estrelas de nêutrons são muito mais altas que aquelas nas anãs brancas. A pressão crescente é causada pelo fato que a compactação de estrelas de nêutrons causa forças gravitacionais que são muito mais altas que em um corpo menos compacto com massa similar , resultando em uma estrela da ordem de milhares de vezes menor que uma anã branca.
O limite de Tolman-Oppenheimer-Volkoff 
Há um limite superior para a massa de um objeto nêutron-degenerado, o limite de Tolman-Oppenheimer-Volkoff, o qual é análogo ao limite de Chandrasekhar para objetos elétron-degenerados. O limite preciso é desconhecido, como depende das equações de estado da matéria nuclear, para as quais um modelo altamente preciso não é ainda disponível. Acima deste limite, uma estrela de nêutron pode colapsar em um buraco negro, ou em outras densas formas de matéria degenerada (como a matéria quark) se estas formas existem e tem adequadas propriedades (normalmente relacionadas ao grau de compressibilidade, ou "rigidez", descrita pelas equações de estado).
Degeneração de Quarks 
Em densidades maiores que aquelas suportadas pela degeneração de nêutrons, espera-se que ocorra matéria quark. Algumas variações desta tem sido propostas como representantes dos estados de degeneração de quarks. Matéria estranha é um gás degenerado de quarks que é frequentemente afirmada como contendo quarks estranhos em adição aos usuais quarks up e down. Materiais "supercondutores coloridos" são gases de quarks nos quais pares de quarks organizam-se de uma maneira similar a um par de Cooper em supercondutores elétricos. As equações de estado para as várias formas propostas de matéria quark-degenerada variam grandemente, e são usualmente também pobremente definidas, devido a dificuldade em modelar as interações da força forte.
Matéria quark-degenerada deve ocorrer nos núcleos de estrelas de nêutrons, dependendo das equações de estado da matéria nêutron-degenerada. Ela deve também ocorrer em hipotéticas estrelas de quarks, formadas pelo colapso de objetos acima do limite de massa Tolman-Oppenheimer-Volkoff para objetos nêutron-degenerados. Se matéria quark-degenerada formada em todas estas situações depende das equações de estado tanto de matéria nêutron-degenerada quanto de quark-degenerada, ambas as quais são pobremente conhecidas.
Tipos Especulativos de Matéria Degenerada 
Degeneração de Preóns 
Préons são partículas subatômicas propostas como sendo constituintes dos quarks, as quais vêm a ser partículas compostas em modelos baseados em préons. Se préons existem, matéria préon-degenerada deve ocorrer em densidades maiores que aquelas que são suportadas por matéria degenerada de quarks. As propriedades da matéria degenerada de préons depende muito fortemente do modelo escolhido para descrever préons, e a existência de préons não é aceita pela maioria da comunidade científica, devido a conflitos entre os modelos de préons originalmente propostos e dados experimentais de aceleradores de partículas.
Estuda-se igualmente, a pionização de matéria degenerada.
Matéria degenerada, Disponível em: http://www.jornallivre.com.br/169346/o-que-e-materia-degenerada.html#sthash.JUovwz3V.dpuf Acesso em Outubro de 2015 ás 11 h e 25 min.
7.0 Acelerador de Partículas
A dificuldade em imaginar que cerca de 200 anos atrás não se sabia nada sobre átomos, pois a Teoria Atômica de Dalton se iniciou no século XIX e que a descoberta da existência do elétron foi feita há apenas cem anos, nos intriga, pois estamos hoje tão envolvidos em materiais artificiais provenientes da tecnologia que se baseia em átomos e elétrons que pensar em viver sem tais materiais é inadmissível. 
As descobertas de novas partículas feitas a partir do século XX e a ideia de que seriam partículas elementares ocorreram por volta de 1950, com um novo ramo da Física denominado Modelo Padrão.
Para que tais partículas e seu interior fossem estudados era necessário que os pesquisadores criassem,de forma artificial, condições para que essas partículas pudessem se apresentar com um alto nível de energia, e para que isso ocorresse os cientistas desenvolveram aceleradores potentes, capazes de identificar essa manifestação.
O acelerador de partículas produz feixes de átomos, elétrons, moléculas e outros tipos de partículas, tais como antiprótons e pósitrons ou mésons.
Esse aparelho aumenta a velocidade de uma partícula carregada por campos eletromagnéticos, geralmente superiores a 1/1000 da velocidade da luz c, que é lançada contra um ponto específico, nele existem detectores que registram o fato.
Para que essas velocidades sejam atingidas, quase na velocidade da luz, as partículas sofrem a ação de forças eletromagnéticas.
E por que criar aceleradores de partículas? 
A fim de conhecê-las melhor após essa “mutação”, ou seja, colidindo-as em altas velocidades com outras partículas (átomos, fótons, elétrons, moléculas etc.) ou com sólidos. Outra razão seria também o estudo dos alvos atingidos por essa aceleração, podendo, por exemplo, obter a composição química de alguns objetos sólidos.
É importante ressaltar que grande parte das informações atuais sobre os átomos e sobre as moléculas são provenientes de tais colisões, feitas de forma controlada.
Os aceleradores também são fundamentais no tubo da televisão, onde são formadas as imagens; em microcircuitos do computador, acelerando íons a dezenas de milhares de eV e os jogando contra uma pastilha de silício; esses são chamados de aceleradores implantadores, sem os quais não existiria eletrônica moderna e computadores.
Existem também outros tipos de aceleradores, como:
• “Tandems” – onde íons negativos são acelerados por um potencial elétrico positivo até um alvo sólido ou gasoso, perdendo elétrons e se transformando em íons positivos, sendo novamente acelerados.
• Van de Graaff – uma esfera é carregada eletricamente até alguns MV e dentro dela há fonte de íons que são acelerados.
• Lineares – partículas com cargas aceleradas em linha reta por um campo elétrico constante ou por meio de campos elétricos com frequência de rádio.
• Cíclotron – o íon descreve semicírculos sob a ação de um campo magnético, onde esses semicírculos são acelerados por um campo elétrico, passando várias vezes na mesma região, tornando o potencial elétrico pequeno em uma grande energia final.
• Eletrostático – um elétron ou íon é acelerado por um gerador externo. 
Pensado para reproduzir a teoria do Big Bang, proposta pelo físico belga Georges Lamaître em 1927, cientistas atuais, baseados nas teorias da Física Moderna, desenvolveram no complexo de aceleradores da Organização Europeia de Pesquisa Nuclear o mais poderoso acelerador de partículas construído até hoje, que está localizado a, aproximadamente, 100 metros de profundidade, na fronteira entre França e Suíça.
Ele tem como objetivo fazer com que feixes colidam uns com os outros, registrando em seguida os resultados da colisão. 
Em 30 de março de 2010, o grande Colisor de Hádrons, como é conhecido o grande acelerador de partículas, bateu seu mais novo recorde, produziu a colisão de dois feixes de prótons a 7 tetraelétron volts, criando uma explosão chamada pelos cientistas de miniatura do “Big Bang”.
O LHC é uma estrutura subterrânea sob a fronteira franco-suíça, com 27 quilômetros de perímetro, enterrado 100 metros abaixo do solo. Apesar de acontecerem outros experimentos no acelerador, o que mais chama atenção atualmente é a pesquisa relacionada ao Bóson de Higgs, também conhecido como Partícula de Deus.
8.0 Colisão das Partículas
Colisão de partículas simulando Big Bang
Cientistas responsáveis pelo maior colisor de partículas do mundo, o LHC, informaram no dia 30 de março de 2010 que conseguiram obter choques de prótons geradores de uma energia recorde de 7 TeV (tera ou trilhões de eletron volts), a energia máxima almejada pelo laboratório.
Seu objetivo é recriar condições similares ou miniversões do Big Bang, a grande explosão que teria dado origem ao universo. Os impactos de hoje chegaram a três vezes o máximo obtido antes.
No fim de novembro, o equipamento já havia atingido a marca de 1,18 TeV posteriormente ainda chegando a 2,36 TeV em 2009, e com isso já se tornando o acelerador de partículas de energia mais alta do mundo.
“Isto é física em ação, o início de uma nova era, com colisões de 7 TeV”, disse Paola Catapano, cientista e porta-voz do Centro Europeu de Pesquisa Nuclear (Cern, na sigla em francês), de Genebra, ao anunciar o experimento.
Os aplausos foram intensos nas salas de controle quando os detectores do Grande Colisor de Hadrons (LHC), instalado na fronteira entre França e Suíça, marcaram o choque de partículas subatômicas a uma velocidade próxima à da luz. O colisor possui um túnel oval de 27 quilômetros de comprimento e custou US$ 9,4 bilhões.
“Estamos abrindo as portas à Nova Física, a um novo período de descobertas na história da humanidade”, disse Rolf Dieter Heuer, diretor geral do Cern.
Cada colisão entre as partículas cria uma explosão que permite que milhares de cientistas vinculados ao projeto em todo o mundo rastreiem e analisem o que aconteceu um nanossegundo depois do hipotético Big Bang original, 13,7 bilhões de anos atrás.
O Cern reativou o LHC em novembro, depois de paralisá-lo nove dias depois do lançamento inicial, em setembro de 2008, quando a máquina se superaqueceu devido a problemas no cabo supercondutor que conecta dois ímãs de refrigeração.
Os cientistas esperam que a grande experiência lance luz sobre mistérios importantes do cosmos, como a origem das estrelas e dos planetas e o que exatamente é a matéria escura.
9.0 Conclusões 
Podemos concluir que a disciplina de Química Geral no possibilita melhor conhecimento das subpartículas atômicas e suas vertentes. As características de cada tema apresentado, e que o mundo precisa aprender mais sobre esses assuntos, como o acelerador de partículas explicando que ele não irá causar um grande buraco negro e a destruição da terra. Concluímos então que esses assuntos são de suma importância para o estudo da química no decorrer do nosso curso. 
10.0 Referências 
Observatório UFMG, 2015. Disponível em: http://www.observatorio.ufmg.br/ Acesso em 09 de Outubro de 2015 ás 09 h 00 min.
Buraco Negro, Disponível em: http://socrates.if.usp.br/ Acesso em 09 de Outubro de 2015 ás 09 h 30 min.
Buraco Negro, Disponível em: http://www.infoescola.com/astronomia/buraco-negro/ Acesso em 09 de Outubro ás 09 h 44 min.
O que são buracos negros, Disponível em: http://www.sofisica.com.br/conteudos/curiosidades/buracosnegros.php Acesso em 09 de Outubro de 2015 ás 10 h 00. 
O que é matéria escura? Disponível em: http://super.abril.com.br/tecnologia/o-que-e-materia-escura por Reinaldo José Lopes Acesso em 09 de Outubro de 2015 ás 10h 20 min. 
 Cientistas não encontram matéria escura no entorno do Sol, Disponível em: http://veja.abril.com.br/noticia/ciencia/cientistas-nao-encontram-materia-escura-nas-redondezas-do-sol/ Acesso em 09 de Outubro de 2015 ás 11 h 11min.
Matéria degenerada, Disponível em: http://www.jornallivre.com.br/169346/o-que-e-materia-degenerada.html Acesso em 09 de Outubro de 2015 ás 11 h 25 min. 
ANJOS, Talita Alves Dos. "Acelerador de Partículas"; Brasil Escola. Disponível em: http://www.brasilescola.com/fisica/acelerador-particulas.htm. Acesso em 10 de outubro de 2015 ás 09 h 52 min.
Colisão de partículas simulando Big Bang,Disponível em: http://ceadnet.com.br/novidades/colisao-de-particulas-simulando-big-bang/ Acesso em 10 de Outubro de 2015 ás 10 h 00 min.
Partículas subatômicas, Disponível em: http://www.colegioweb.com.br/complementos-de-atomistica/particulas-subatomicas.html Acesso em 10 de Outubro de 2015 ás 10 h 15 min.