Andressa Fisica comtp moderna mod 4

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Universidade Federal do Rio Grande do Sul 
Instituto de Geociências 
Licenciatura em Ciências da Natureza 
Andressa Sperb – 00306599
Tópicos da Física Moderna e Contemporânea - Módulo 4
1) Quais são as 4 interações fundamentais no Universo?
As quatro interações fundamentais no universo são a eletromagnética, gravitacional, forte e fraca. A interação entre um elétron e um núcleo atômico é um exemplo de interação eletromagnética; a atração entre quarks é do tipo interação forte; o decaimento β (por exemplo, um nêutron decaindo para próton pela emissão de um elétron e um neutrino) exemplifica a interação fraca.
2) Represente, esquematicamente, a família de física de partículas (modelo padrão), destacando a importância da recente descoberta do bóson de Higgs. 
3) Qual é a conexão (se há alguma) entre física de partículas e os átomos da tabela periódica?
A estrutura do átomo é gerado pelo núcleo, que é composto por duas partículas (prótons e nêutrons), e pela eletrosfera, que faz para os elétrons. Os átomos são partículas extremamente minúsculas que formam toda matéria no universo. No percurso, a ideia de como seria a estrutura atômica foi alterado conforme com as novas descobertas feitas pelos cientistas.
Os átomos de todos os elementos químicos são compostos por essas três partículas subatômicas. O que difere um elemento químico de outro é a quantidade em que essas partículas aparecem, principalmente a quantidade de prótons no núcleo, que é chamada de número atômico.
4) Faça um resumo da formação dos elementos da tabela periódica no Universo, do hidrogênio até o urânio. 
   O universo nasceu de uma grande explosão que deu origem ao espaço, ao tempo, a radiação, a matéria e a tudo que nele existe.
      O universo está em expansão.
      Sua dinâmica é descrita pela Teoria da Gravitação Generalizada (Einstein).
      A distribuição de matéria no universo é homogênea em larga escala.
      Neste cenário, após a inflação oriunda da explosão primordial, resultaram os "Quarks" cujas combinações resultaram nas partículas elementares, suas combinações resultando em átomos, átomos em moléculas, e assim por diante.
      Os elementos leves, se originaram nas condições extremas da explosão inicial (H, He, Be e traços de Li). Os demais elementos são produtos de condições também extremas em interiores estelares.
  Estrelas nascem em nuvens de gás, poeira e íons fartamente existentes em galáxias. Uma dessas nuvens, quando perturbada por ondas de choque e pressão, que podem ser oriundas da explosão resultante da morte de uma estrela próxima (supernova), dispara o processo de colapso gravitacional.
      Tal processo provoca elevação da temperatura e a consequente fusão do hidrogênio em sua região central. O processo de formação de elementos químicos em estrelas se chama nucleossíntese.
      Em interiores estelares típicos (como o do nosso Sol), as temperaturas e/ou pressões, favorecem interações próton-próton cuja cadeia revela a anti partícula e+ (pósitron), o n (neutrino) e a radiação g (gama).
No primeiro estágio, dois núcleos de hidrogênio se fundem para formar o núcleo de deutério (dêuteron), emitindo um pósitron e um neutrino. O neutrino (desprovido de carga elétrica e transparente ao campo gravitacional), escapa imediatamente do interior estelar. O pósitron e o elétron mais próximo (partícula/anti partícula) se aniquilam emitindo radiação gama. A seguir o núcleo de deutério funde com o hidrogênio para formar um isótopo do hélio com dois prótons e um nêutron em seu núcleo emitindo mais radiação gama. Finalmente, dois desses núcleos se fundem para formar um núcleo de hélio e um núcleo de hidrogênio. Na figura os prótons estão numerados para facilitar o acompanhamento da cadeia.
      Em interiores estelares, a temperaturas mais altas que o Sol, predomina o ciclo carbono-nitrogênio
Esse ciclo, também conhecido como ciclo do carbono, tem início com a fusão de um núcleo de hidrogênio e um núcleo de carbono, tendo como produtos um isótopo do nitrogênio e radiação gama. Após a inserção de mais três núcleos de hidrogênio, o ciclo termina, tendo como produtos o núcleo de hélio e o núcleo de carbono. Na figura os quatro átomos de hidrogênio estão numerados e o carbono resultante reinicia cadeia.
      Ciclos alternativos, envolvendo isótopos de oxigênio também ocorrem. Esses processos são chamados ciclo do carbono-nitrogênio-oxigênio (CNO).
      Estrelas com interiores mais quentes ainda fundem núcleos de hélio para formar núcleos de carbono. Como no processo são gastos três núcleos de hélio (partícula alfa - nome derivado dos primórdios da física nuclear), ele é chamado triplo-alfa. Nesse caso, duas partículas alfa interagem para formar o berílio. Esse elemento nessa condição é muito instável existindo o tempo suficiente para interagir com uma terceira partícula alfa e produzir o carbono com emissão de radiação gama.