Resumo de Química - Mundo Subatômico

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Quais as partículas elementares da matéria e da luz? 
Seria apenas: “prótons, nêutrons, elétrons e fótons".
Nos últimos 50 anos o número de diferentes partículas subatômicas 
descobertas elevou-se a mais de cem. Na realidade, muito poucas 
duram mais que um bilionésimo de segundo, antes de se 
decomporem; mas o simples fato de elas existirem já intriga os físicos. 
O físico norte-americano Murray Gell-
Mann para dar ordem e explicar as 
propriedades das partículas recém-
descobertas propôs uma nova família de 
partículas subnucleares: os quarks. No 
início, ela conteria três membros: o up, o 
down e o strange. 
O que manteria os quarks ligados para 
formar mésons e bárions?
Entram em cena os glúons – o nome 
vem de glue, do inglês colar. Quarks 
permanecem ligados pela 
transferência mútua e frenética dos 
glúons, os verdadeiros “carregadores” 
da força nuclear forte.
Por que os cientistas estão descobrindo novas partículas 
subatômicas?
A chave para a resposta dessa pergunta está em uma única frase: 
“mais energia”.
A estrutura interna do núcleo atômico é estudada de uma maneira 
bastante rudimentar, que consiste em atingirem-no violentamente 
com partículas subatômicas as mais energéticas possível, rompendo 
o núcleo em fragmentos, os quais são então estudados. O que se tem 
alterado nos últimos anos é a energia com que os minúsculos 
“projéteis” subatômicos são lançados sobre o núcleo. 
Veja a evolução no quadro abaixo:
Quanto mais elevada a energia com que o núcleo é bombardeado, 
maior o número de partículas emergentes e mais instáveis elas são. 
Comparativamente, podemos pensar que, um choque violento 
quebrará uma pedra em dois pedaços grandes, mas um choque mais 
violento a fragmentará em dezenas de outros pedaços.
vestibulars
ib
r
ve t
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e ti av s bul rvesti ul rb avestibulardicas do vestibular Confira estas e outras dicas em nosso site:www.energia.com.br
Dicas elaboradas pelo 
professor Pedro Marcos
do Sistema de Ensino Energia.
Aceitação de um modelo
Os quarks apresentam uma peculiaridade realmente intrigante: eles 
têm cargas elétricas que são uma fração da carga do elétron ou do 
próton (+2/3 ou –1/3), pois só assim é possível explicar a carga elétrica 
dos bárions e dos mésons. Por exemplo, um próton é formado por 
dois quark up (+2/3) e um down (–1/3). 
Listagem completa
Em meados da década de 1970, os físicos já tinham uma listagem 
completa das partículas elementares da natureza, mesmo que muitas 
ainda estivessem por ser detectadas. A tabela abaixo mostra o atual 
quadro de partículas elementares.
 Eu tenho 
muita energia!
 Eu tenho muito 
mais energia!!!
Energia + Energia = Muita Energia
LHC – Large Hadron Collider (Grande Colisor de Hádrons). O LHC 
tem aproximadamente 27 km de circunferência e está localizado 
de 50 a 175 metros no subterrâneo na divisa entre a França e a 
Suíça e deve produzir a fantástica energia de 14 TeV.
Murray Gell-Mann
30
40
50
60
70
2008
Década
milhões de elétrons-volt
centenas de 
dezenas de 
centenas de 
14 TeV* ⇒ TeV = 10¹² eV
milhões de elétrons-volt
bilhões de elétrons-volt
bilhões de elétrons-volt
bilhões de elétrons-volt
Energia produzida
* Tera elétrons-volt: um trilhão de elétrons-volt
Léptons
elétrons
neutrinos
fótons
Hádrons 
bárions
mésons
prótons
nêutrons
mésons pi
ou píons
interação por
força nuclear forte
interação
nuclear fraca
Formados por
três quarks.
Formados por
dois quarks.
São tidos como 
partículas elementares.
quark
(u)
quark
(u)
glúon
próton
A transferência contínua, do 
glúon, de um quark para 
outro os manteria unidos.
u u
u u
d
d d
u
PRÓTON
NÊUTRON
carga:
(+2/3) + (–1/3) + (–1/3) = +2/3 – 2/3 = zero
carga:
(+2/3) + (+2/3) + (–1/3) = +4/3 – 1/3 = +3/3 = +1
elétron
múon
tau
glúons
Responsáveis 
pela interação 
nuclear forte
neutrino 
do elétron
neutrino 
do múon
neutrino 
do tau
fótons
Responsáveis 
pela interação 
eletromagnética
up
charm
top
bósons vetoriais
intermediários
Responsáveis 
pela interação 
nuclear fraca
down
strange
botton
grávitons
Responsáveis 
pela interação 
gravitacional
1ª família
2ª família
3ª família
+W -W Z° ?
Talvez, 25 séculos depois dos primeiros questionamentos sobre a estrutura básica da matéria, propostos por 
Demócrito, os físicos do século XXI cheguem a uma resposta definitiva. Ou, talvez, fenômenos e partículas inéditos 
surjam nas novas gerações de aceleradores (lembre, mais energia mais partículas). E aí uma nova etapa na Física irá 
começar, forçando o homem novamente a se perguntar: “De que são feitas as coisas?”
De volta às origens
Demócrito - século IV a.C
Será a matéria formada de átomos?
Cientistas - século XXI d.C
Será que os quarks contêm subestruturas?
O intrigante mundo subatômico
Léptons Quarks