FON (1)

Prévia do material em texto

O discreto charme das partículas elementares
Maria Cristina Batoni Abdalla 
Introdução
Nesse resumo será abordada a obra escrita por Maria Cristina Batoni Abdalla, O Discreto Charme das Partículas elementares. Nessa obra é escrita de maneira cronológica, a descoberta das partículas elementares. 
Capítulo 2 - A Família das Partículas Elementares
Conceito de Partícula Elementar 
Antigamente, achava-se que o átomo era indivisível, no entanto, no fim do século XIX o mesmo foi quebrado e a primeira partícula foi descoberta: o elétron. Partículas elementares são aquelas que não podem ser quebradas em partículas menores, elas têm, além de massa e carga, spin, charme, cor e estranheza. 
 A massa de partículas subatômicas deve ser analisada do ponto de vista da Teoria da Relatividade Restrita, enunciada por Albert Einstein, que estabelece uma relação entre massa e energia, ou seja, uma pode se transformar-se na outra. No caso de partículas que podem ser levadas a repouso, a equação não se altera (E=m0c²), nesse caso m0 é a massa de repouso. Caso esteja em movimento a equação passa a ser E²= m0² c4+p²c². O termo p²c² leva a parcela de energia oriunda do movimento. Uma partícula que viaja na velocidade da luz - c - não pode ficar em repouso, logo sua massa de repouso é igual a zero. Portanto, conclui-se que aquelas que viajam numa velocidade menor que c, têm massa de repouso não-nula e as que viajam na velocidade da luz têm massa de repouso nula. 
A carga elétrica das partículas é um número quântico, assim como o spin. O spin é o valor do momento angular. A primeira formulação sobre a constituição da matéria foi feita em 1815 por William Prout, que dizia que todos os átomos são compostos por átomos de Hidrogênio, por isso peso atômico é múltiplo do Hidrogênio, todavia, a teoria foi invalidada por conta de alguns átomos que apresentam peso atômico decimal, ou seja, não inteiro. Há dois conceitos fundamentais para a descoberta de partículas eletricamente carregadas: 
- Campo Magnético: uma partícula carregada sofre um efeito ao passar por ele, ela desvia seu trajeto.
- Campo Elétrico: o módulo da velocidade da partícula é alterado ao passar por um campo elétrico.
Esses conceitos são os principais responsáveis pela observação, separação e detecção de partículas. 
A Descoberta do Elétron (1897)
O irlandês George Johnestone Stoney usou o termo pela primeira vez em seu trabalho, dando nome a menor quantidade de carga elétrica, ele achava que havia uma carga do mesmo tamanho só que positiva. Logo depois, o inglês Joseph John Thomson, a partir de uma experiência com raios catódicos, viu a divisão do átomo, onde pôde comprovar a existência do elétron. Os raios catódicos surgem quando se aplica uma diferença de potencial entre duas placas de metal colocadas num tubo de vidro sob alto vácuo, os raios vêm do eletrodo negativo, ou seja, cátodo. O feixe emitido passa por uma cavidade no ânodo, produzindo luz numa tela fluorescente, o feixe pode curvar seu caminho retilíneo por efeito de um campo magnético, o que é esperado de um feixe constituído por cargas negativas. Portanto, concluiu que os elétrons estão presentes em toda a matéria, e podem ser arrancados pela aplicação de uma alta voltagem ou radiação. Logo após ganhar o Nobel, propôs o modelo atômico do Pudim de Passas, onde o átomo é uma esfera indivisível e tem elétrons dispostos como passas num pudim. O modelo evoluiu passando por Rutherford e Bohr. Bohr dizia que os elétrons orbitam em volta do núcleo atômico, pulando de níveis – camadas – ao receber ou emitir determinada quantidade de energia. 
A Proposta do Fóton (1905) 
Em 1888 os físicos começaram a observar que certos metais iluminados por radiação (luz intensa) emitem elétrons, isso passou a ser conhecido como efeito fotoelétrico. Em 1900 o alemão Max Plank postulou a existência de pequenos pacotes de radiação luminosa e chamou de quantum. Posteriormente, Einstein explicou esse efeito dizendo que a luz era formada por partículas fundamentais (fótons), conforme o que dizia, com a energia da luz que incidia no metal, os elétrons eram ejetados (com a energia dos fótons). Mas na verdade a energia dada aos elétrons não depende da intensidade da luz, sim de sua frequência. 
A Descoberta do Próton (1919)
Embora o próton não seja uma partícula elementar, ele é composto por elas, e foi muito importante para a descoberta das mesmas. Em 1886, o alemão Eugen Goldstein numa experiência de raios catódicos resolveu perfurar a ampola de Crookes, e viu que como resultado disso surgiu um feixe no lado oposto que era positivo. Por conta da fraqueza do campo magnético introduzido, ele não chegou a muitas conclusões. Após experiências de outros físicos, em 1919 Ernest Rutherford publica um trabalho que diz respeito sobre partículas alfa que colidem com átomos, dessas colisões entre as partículas e o átomo de nitrogênio, resultam núcleos de hidrogênio – prótons – mudando o átomo pro isótopo, oxigênio. Nessa ocasião foi descoberto o próton.
As partículas podem ser divididas em duas classes: bósons e férmions, conforme seu spin. Com spin semi-inteiro são férmions, e com spin inteiro são bósons.
A Proposta do Neutrino do Elétron (1930)
Proposta pelo alemão Wolfgang Pauli, inicialmente era chamada apenas de neutrino. Ele propôs a existência de uma partícula muito leve, sem muita interação com a matéria e neutra. Era o jeito de explicar a falha da conservação de energia nas medidas do decaimento de partículas. O mistério se dava pois os elétrons emitidos do núcleo não tinham energia definida, variava muito. Atualmente sabe-se que esse decaimento se dá pela desintegração do nêutron, resultando em um próton, um elétron energético e um anti-neutrino. Pauli acreditava que o desbalanceamento de energia existia porque no processo de emissão, uma nova partícula neutra quase sem massa, entrava. Os outros físicos duvidavam da conservação de energia, pois o neutrino não era visto e nem detectado na época.
Batizou de neutrino a partícula eletricamente neutra e com massa igual ou um pouco maior que zero. Com a descoberta do neutro, concluiu-se certamente que não havia elétrons no núcleo. Depois de muitos anos, em 1956, no reator nuclear Savannah River, Carolina do Sul, EUA, foi comprovada a existência.
A Descoberta do Pósitron – Antielétron (1931)
Essa foi a quarta partícula elementar descoberta, conforme a Teoria da Relatividade de Einstein nenhum corpo se move mais rápido que a luz, a velocidade do corpo é diretamente proporcional à massa e o fluxo do tempo também muda com a velocidade. A partir da relação apresentada: E²= m0² c4+p²c², o inglês Paul Adrien Maurice Dirac descobriu que seria correto extrair a raiz quadrada da expressão e além disso, colocar sinais de mais e menos antes, pois eles representam que há dois níveis de energia separados, o positivo e o negativo.
No caso do eletron, ele representa o nível positivo, o negativo disso não seriam reais e apresentáveis, no entanto, se esse negativo receber energia e alcançar um patamar energético como o do eletron, ele pode comportar-se como um. Três anos mais tarde o estadunidense Carl David Anderson comprovou sua existência e ganhou um Nobel. Depois disso passaram a acreditar que toda partícula tem sua anti-partícula. E assim também começou a busca pela antimateria. No caso de antiparticula, as duas têm o mesmo spin, massa mas a carga tem sinal oposto. Para as partículas neutras sua antiparticula é ela mesma, são denominadas autoconjugadas de carga. 
A Descoberta do Nêutron (1932)
Na época em que foi descoberto, era considerado como elementar, no entanto, posteriormente foi provado que não. Por conta da repulsão eletrostática, cargas de mesmo sinal se repelem, por isso, os físicos da época procuraram encontrar uma carga neutra que fizesse com que os prótons do núcleo não se repelissem pela pequena distancia, foi proposto então por Rutherford que houvesse uma partícula constituída por um próton e um elétron dentro do núcleo, neutralizando, essafoi batizada de nêutron. A partícula teria massa próxima à do pronton, assim o eletron conseguiria escapar facilmente produzindo raios beta. No entanto foi provado pelo Principio de Incerteza, que não há como confinar um eletron num espaço tao pequeno, para que o eletron escapasse ele precisaria adquirir uma velocidade muito grande a ponto de escapar facilmente do núcleo. 
Havia várias evidências de que o núcleo tinha nêutrons, por exemplo o fato de existirem mais tipos de núcleos atômicos do que átomos. Walter Bothe e Herbert Becker em 1928 não sabiam que estavam observando nêutrons ao usar polônio como fonte de partículas alfa para bombardear berílio. Eles viram uma radiação neutra, mas interpretaram como raio-x. Posteriormente, Chadwick refaria um experimento do casal Joliot-Curie, onde a versão neutra do próton fora observada. Obteve sucesso, ganhando o Nobel em 1934. O nêutron tem antipartícula, pois não é autoconjugado de carga.
A Descoberta do Múon (1937)
Foi a quinta partícula elementar descoberta, e é instável (decai em cerca de 10-6 segundos). 
O japonês Hideki Yukawa, procurava explicar a força que atua dentro do núcleo. Era uma força que atuava num raio muito pequeno de aproximadamente 10-13 cm, e era ela que mantinha os prótons e os nêutrons unidos. Assim como os fótons carregam a energia eletromagnética do elétron, essa partícula carregaria a força forte, sua massa deveria ser intermediaria entre o próton e o elétron.
Em 1937, Seth H. Neddermeyer e Cerl David Anderson apresentaram evidências de sua existência numa câmara de nuvens, fora batizada como mésotron, posteriormente como méson mi (grego) e por último como múon, com cargas positivas e negativas possíveis. Foi descoberto que ela não era como foi proposta por Yukawa, suas características eram muito parecidas com as dos elétrons, por exemplo o spin. Ela tinha cerca de 200 vezes mais massa que o elétron e não é afetada pela força nuclear forte, e sim pelas forças nuclear fraca e eletromagnética. A maior diferença que tem do elétron é que decai rapidamente. 
A Descoberta do Píon (1947)
O píon também não é uma partícula elementar, mas é muito importante. Como Yukawa previu anteriormente, havia uma partícula mediadora da força nuclear forte, 200 vezes maior que o elétron, tinha uma massa grande por ser uma força de alcance pequeno. A partícula que foi encontrada em 1937 não era o que esperava-se, nem méson nem a partícula de Yukawa, foi batizada como Píon. Ela medeia a força entre os núcleos (prótons e nêutrons), que na época eram elementares. Achava-se que essa partícula era responsável pela força forte. Ele foi oficialmente descoberta em 1947 por Giuseppe Occhilini, Cecil Frank Powell e Cesare Lattes, foi comprovado que era um dos componentes da radiação cósmica detectada em pontos altos da atmosfera. Os prótons da radiação cósmica colidem e interagem com o núcleo de matéria que forma a atmosfera, são interações fortes e dão origem a vários fragmentos e muitos píons, que decaem em múons. 
A Década de 50
Assim como Dmitri Mendeleev fez para classificar os elementos químicos no século XIX, era preciso ser feito com as partículas elementares, pois nessa época, com o avanço tecnológico muitas novas partículas foram descobertas. Além do spin, algumas das classificações que podem ser usadas para isso são:
Hádrons: partículas que sentem a força nuclear, são divididos em dois:
Mésons: bósons e Bárions: Férmions 
Léptons: partículas que não sentem a força nuclear 
A partir disso começaram a formular leis de conservação na área, e então surgiram as preciosas regras que regem o mundo das partículas. 
O spin é algo que se conserva , o número leptônico também, que foi descoberto na época, inclusive, é o que diferencia o nêutron do antineutrino. Além disso, há ainda a lei de conservação de inversão temporal, conjugação de carga e paridade (que foi provado pelos chineses Tsung Dao Lee e Chen Ning Yang que nem sempre acontece, gratificando-os com um Nobel em 1957).
A Descoberta da Estranheza (1955)
Também é uma das leis de conservação. Em 1947 G. D. Rochester e C. C. Butler viram em câmaras de nuvem, traços nítidos de partículas estranhas oriundas de raios cósmicos. Era necessário que explicassem isso teoricamente, então começaram a observar mais mésons e bárions pesados. Fora observado que muitas partículas estranhas eram produzidas em um tempo muito menor que seu decaimento. Atualmente sabe-se que elas são produzidas por força forte e decaídas por força fraca. 
Então o estadunidense Murray Gell Mann propôs que as partículas estranhas fossem reconhecidas por outro número quântico: a estranheza, que seria conservada nas interações fortes, porém, não nas fracas. Gell-Mann agrupou partículas de características semelhantes – mesmo número bariônico, o mesmo spin e a mesma paridade - num grupo. Era um modelo bem estruturado com boas classificações, mas ainda não era fundamental.
A Descoberta do Neutrino do Múon (1962)
Foi observada a possível existência do neutrino do múon no Brookhaven National Labotatory. Mas o Nobel foi conquistado apenas em 1988, por Leon Lenderman, Melvin Schwartz e Jack Steinberger que fizeram a descoberta no Alternating Gradient Synchrotron. Foi usado um feixe de prótons energéticos que produziu muitos mésons pi, que viajaram a mais de 2000 cm numa parede de 5000 toneladas de aço. No caminho mésons decaíram em múons e neutrinos, mas apenas os neutrinos podem atravessar a parede até um detector chamado câmara spark. Lá dentro, o impacto do neutrino produziu rastros de múons, comprovando a existência. 
A Proposta dos Quarks (1964)
São três os quarks: estranho, up e down (s, u e d). Achavam que os hádrons eram formados por partículas menores que davam o equilíbrio à matéria, os quarks. 
Gell-Mann publicou em 1964 um trabalho dizendo que hádrons são formados por essas três partículas fundamentais e suas antipartículas. Os prótons por exemplo, são formados por: uud. Havia um problema, conforme o principio de exclusão de Pauli, as partículas que formam o  Ω- , Então foi proposta uma nova característica por Yoichiro Nambu e Moo-Youn Han: a cor. O problema foi finalizado, pois, podia-se afirmar que aquela partícula é formada por svermelho, sverde e sazul. Também existem anti-cores. Gell-Mann ganhou o Nobel em 1969. 
A Proposta do Charme (1964) 
Os estadunidenses James Daniel Bjorken e Sheldon Lee Glashow propuseram a existência de outro férmion fundamental: o quark charmoso. É uma partícula que foi descoberta em dois laboratórios diferentes simultaneamente, e possui charme e anticharme, ela decaí em elétron e pósitron. 
A Proposta dos Bósons de Gauge Z0, W+ e W- (1967)
Surgiu uma nova teoria unificando forças fraca e eletromagnética, eletrofraca. Steven Weinberg propunha que as interações são intermediadas por quatro bósons: Z0, W+, W- e γ, os três primeiros são massivos e chamados de bósons de Gauge ou vetoriais intermediários, o quarto é o fóton. Abdus Salam, Sheldon Glashow e Weinberg ganharam o Nobel em 1979. 
A Proposta dos Glúons (1973)
A cor é o número quântico que origina a força forte dos quarks, assim como a carga elétrica faz com a força eletromagnética. Foi descoberto que a força forte é transmitida por oito partículas sem massa, eletricamente neutras e de spin 1. Por conta da cor, podemos ter 9 espécies diferentes. 
A Descoberta do Tau (1975)
Martin Perl observando elétrons e pósitrons se aniquilando descobriu mais um lépton, duas vezes maior que o próton e com antipartícula também. Ganhou o Nobel em 1995.
A Descoberta do Bottom (1977)
Leon Lederman descobriu o Bottom, quinto quark, e partícula mais pesada até então. 
A Descoberta do Top (1995)
Foi o último quark descoberto. Sua descoberta se deu num acelerador de partículas onde próton e antipróton eram acelerados e se encontravam num ponto de colisão. 
A Descoberta do Neutrino do Tau (2000)
Assim como os demais léptons, o tau também teria de ter seu neutrino, que foi descoberto após trabalhos que se iniciaramem 1997 no acelerador Tevatron do Fermilab. 
A Proposta do Higgs 
Em 1967, o inglês Peter Higgs propôs um mecanismo chamado mecanismo de higgs, o mesmo gera a massa dos bósons de gauge. Ele basicamente dá massa àquilo que toca, ou seja, é o início de tudo. Ele dá consistência ao modelo padrão. 
Capítulo 3 – Janelas Para o Invisível 
As partículas elementares são peculiares acerca de suas leis de movimento, não são previsíveis como corpos macroscópicos. Horas se comportam como partículas e horas como ondas, o físico dinamarquês Niels Bohr dizia que ambos os comportamentos são importantes. O método de descobrimento das partículas foi evoluindo ao longo dos anos conforme foi se descobrindo mais maneiras de registros das mesmas. John D. Cockcroft e Ernest Walton se uniram em 1930 e fizeram o primeiro acelerador linear de partículas, ganharam um Nobel por isso. 
Para descobrir mais partículas, os físicos passaram a construir máquinas enormes com muita energia. O funcionamento é: elétrons são liberados pelo aquecimento de um filamento, acelerados por um campo elétrico, colimados por um campo magnético e por fim atingem a tela produzindo a imagem. O princípio básico de qualquer acelerador se dá pela fonte de íons, oriundos da ionização do hidrogênio. Aceleradores circulares são bem mais eficientes que os lineares, pois fornecem energia a cada volta. O CERN foi fundado em 1954, aumentando e aprimorando cada vez mais sua construção, conforme a demanda de partículas que devem ser descobertas.Um dos mais novos aceleradores que foi construído foi o LHC – Large Hadron Colidder. Novos detectores foram construídos, mais aptos, são eles: ALICE – A Large Ion Collision Experiment, ATLAS – A Toroidal LHC ApparatuS, CMS – Compact Muon Solenoid e LHCb – Large Hadron Collider beauty experiment. Essas partículas não duram quase nada, muitas estavam em abundância no início do universo, e hoje são escassas, algumas só são reproduzidas em aceleradores de partículas. 
Capítulo 4 – A Linguagem Matemática da Natureza 
Os modelos matemáticos são extremamente importantes para a classificação satisfatória das partículas. Há doze partículas intermediadoras das forças: os 3 bósons massivos, o fóton, 8 glúons e o higgs que dá massa a tudo.
São 4 as forças fundamentais: fraca, forte, eletromagnética e gravitacional. 
Força Gravitacional
É a mais fraca das 4, no entanto, muito importante. Age em grandes corpos, formulada incialmente por Isaac Newton e aprimorada por Albert Einstein.
Força Eletromagnética 
Observada entre prótons, nêutrons e elétrons, foi mencionada em sete trabalhos de Charles Augustin de Coulomb, pode ser repulsiva ou atrativa, cargar iguais se repelem e diferentes se atraem. 
Força Fraca
Explica o decaimento radioativo, formulada pelo italiano Enrico Fermi em 1933.
Força Forte
Responsável pela coesão do núcleo do átomo, o intermediador é o glúon.
Resumo do Modelo-Padrão 
Conforme o modelo-padrão toda a matéria é composta por léptons, quarks e intermediadoras. 
Capítulo 5 – O Discreto Charme do Universo 
Quando estamos olhando para o céu estrelado, vemos o passado, pois a luz que nos chega, vem de bilhões de anos atrás. Desde os primórdios, as religiões tentam explicar o início do universo. Embora religião seja dogma, foi de importância insubstituível para a humanidade e seus avanços. Muitos físicos relacionam Deus a conceitos da física, por exemplo, Leon Lenderman que associa Deus à partícula de Higgs. Diversos físicos aceitam a ideia do princípio Antrópico que diz que diversas constantes da natureza foram alteradas/evoluídas para que pudesse existir vida, vida humana, foi enunciado por John Barrow e Frank Tipler. 
A Saga se inicia...
A humanidade já acreditou na Terra ser plana por muitos séculos, desde sempre as religiões tentam explicar os fenômenos da natureza utilizando mitos, como por exemplo, a sustentação da Terra ser feita por uma grande tartaruga. Na Grécia Antiga, a partir de observações, filósofos formularam diversas teorias sobre diversos assuntos, dentre eles, o formato da Terra. Talles de Milleto (624-547 a. C.) descobriu a esfericidade da Terra através de eclipses. Pitágoras (569-475 a. C.) descobriu o movimento diurno da Terra, e o anual também.
Já na Grécia foi criado o modelo correto adotado por muitos séculos: o Geocentrismo. Inicialmente enunciado por Eudoxus (408-355 a. C.), mantido por Aristóteles e levado séculos a frente por Claudius Ptolomeu (85-165 d. C). Mais tarde, Nicolau Copérnico (1473-1543) passou a enunciar a teoria do Heliocentrismo que dizia que o Sol é o centro do universo. Enquanto isso no reino da Dinamarca, aparecia Tycho Brahe (1546-1601) ilustre astrônomo, fora criado pelo tio, que era nobre, participou de estudos de diversas áreas, já teve o título de matemático real. Posteriormente empregou Johannes Kepler (1571-1630) que depois de sua morte ficou com o título de matemático real, juntos fizeram muitos trabalhos de alta relevância para o heliocentrismo. Galileu Galilei (1564-1642) dedicou sua vida à essa área também, construiu o próprio telescópio e defendeu a teoria do heliocentrismo ao observar os astros e descobrir as luas de Júpiter, foi obrigado a negar seus trabalhos pela Inquisição. Por fim no ano de sua morte, nasce Isaac Newton (1642-1727) que postulou as leis da gravidade e do movimento, pai da mecânica clássica, continuou os trabalhos de seu antecessor Galileu, e fez mais. A ciência avança cada vez mais em suas descobertas, cada século as descobertas cientificas se encontram em maior fartura. 
O Modelo Big-Bang
Einstein, em sua teoria da relatividade, postulou além de três dimensões (x,y e z), uma quarta variante, o tempo. Postulou também a lei de repulsão das galáxias, descrevendo uma espécie de antigravidade, resultou num universo estático e não previu sua expansão constante. 
O belga George Lemaître dizia que o universo vinha da explosão de um átomo cósmico, disso tudo surgiam as galáxias. Em 1922 não havia evidências experimentais do afastamento das galáxias, a teoria foi deixada de lado mas construiu um modelo coeso. O modelo aceito atualmente foi proposto pelo russo Alexandre Friedmann (1888-1925).
As Evidências do Modelo Big-Bang 
Primeiramente, adotam-se dois princípios:
- o universo é homogêneo
- o universo é isotrópico 
Há três evidências:
- Lei de Hubble ou afastamento das galáxias
Foi descoberto que o universo não era estático, e a luminosidade é obtida dividindo energia pelo tempo de propagação, o brilho é reduzido pela expansão, o que dá aspecto escuro ao universo. O universo teve um início, e a luz de determinados lugares nunca alcançará a Terra por conta da expansão, logo não é eterno. 
Hubble descobriu que as velocidades radiais eram proporcionais às suas distâncias da Terra, portanto, quanto mais longe uma galáxia estiver, maior sua velocidade de afastamento. Corrigindo alguns erros, Riess, Press e Kirshner conseguiram calcular a idade do universo com aproximados 15 bilhões de anos. 
- a radiação cósmica de fundo que fornece a temperatura do universo
Foi feita a descoberta em 1964, por Arno Penzias e Robert Wilson que estavam tentando medir a intensidade das ondas de rádio da nossa própria galáxia, no entanto, ouviram um ruído baixo e constante que atrapalhava, esse ruído é a radiação constante do universo. É uma herança do universo, a temperatura dele diminui para a formação de átomos de hidrogênio, daí vem a radiação. 
- a abundancia de elementos leves como hidrogênio e hélio
Após a produção das partículas elementares pelo universo, a assimetria da matéria e da antimatéria passou a existir. Aos três minutos, os prótons e nêutrons resfriaram o suficiente para se condensar no núcleo. Passados quarenta e seis segundos após o terceiro minuto, os prótons e os nêutrons se encontram formando o deutério, que é o hidrogênio pesado, que se estabiliza e permite a formação do hélio. Processos nucleares terminam por volta de trinta e cinco minutos. A formação dos átomos leves Li e He é efetivadae mais tarde se formariam os átomos pesados no centro das estrelas. Os fótons se desacoplam construindo a radiação cósmica de fundo. Após um bilhão de anos, quando a temperatura cai para 20 K, estrelas e galáxias começam a se formar. Depois da fase de Planck, que foi caótica, as forças começam a se separar. 
A Matéria Escura 
É um tipo de matéria que não emite, não absorve e nem espalha luz, apenas reage à interação da gravidade. Há dois tipos: bariônica e não-bariônica. 
Bariônica é do tipo bárion, são objetos que variam entre 10 bilhões de toneladas até uma massa solar, exemplo: MACHOS, anã marrom.
Não-bariônica pode ser do tipo quente, que é partícula pouco massiva, porém muito veloz, e o tipo frio que pode ser um tipo de MACHOS frio, buraco negro primordial. 
Energia Escura
Dados de observações nos apresentam um universo em expansão acelerada, que está relacionada a energia escura. O mecanismo que acelera cada vez mais a expansão do universo pode ser preenchido por duas possibilidades: 
- a candidata “natural” que é a densidade da energia no vácuo, equivalente à constante cosmológica 
- outra poderia ser a existência de uma nova partícula, quintessência, já proposta por Aristóteles como quinto elemento, o éter, que ficava na esfera mais exterior do modelo da Terra, conforme esse modelo, cada elemento era atraído por sua esfera.
A constante cosmológica é mais provável, pois a idade do universo depende da energia que predomina no cosmos. Ainda desconhece-se 96% da constituição do universo. Então o modelo Big-Bang passa a não ser tão bem sustentado, todavia esse modelo descreve a evolução do universo, e não exatamente sua origem. 
Seria o ser humano realmente importante? Cerca de 3% da bioquímica da vida humana é composta por matéria bariônica, algo incomum. Seria a vida humana apenas um acaso? Contrario a isso, pode-se acreditar no principio antrópico, que diz que as coisas são modificadas para que o ser humano possa existir no universo. 
Conclusão 
Após finalizar o fichamento da obra, conclui-se que as partículas elementares tiveram seu ápice de descobertas no fim do século XIX e contina