O que é física de partículas?
A física de partículas é o estudo de partículas fundamentais e as forças que as guiam. Como muitas das partículas fundamentais só aparecem durante colisões relativísticas em aceleradores de partículas, coloquialmente chamadas de "esmagadores de átomos", a física de partículas também é conhecida como "física de alta energia". Os físicos vêm colidindo partículas a velocidades extremas desde 1929.
A melhor imagem da física de partículas que temos hoje é chamada de Modelo Padrão, desenvolvido minuciosamente na década de 1970. Foi uma reação ao "zoológico de partículas", uma enorme proliferação de partículas fundamentais incomuns descobertas durante experimentos de física de alta energia nas décadas de 1950 e 1960. A contagem final de partículas chegou a cerca de 31, incluindo 24 férmions (quarks, elétrons, neutrinos e suas antipartículas), 6 bósons (um dos quais, o graviton, ainda não foi observado) e uma partícula indescritível responsável pela propriedade da própria massa, que ainda não foi observada, o bóson de Higgs. Basicamente, os férmions compõem a matéria e os bósons mediam interações entre a matéria. A luz que sai da tela do seu computador é composta de fótons que são bósons. Eles estão interagindo com os férmions que compõem seu globo ocular.
A maior parte da matéria ao nosso redor é composta de apenas algumas partículas fundamentais: quarks superiores, quarks inferiores e elétrons. Também há 50 trilhões de neutrinos de baixa massa fluindo através de nossos corpos a cada segundo, passando por toda a Terra quase como se nem estivesse lá. Os neutrinos, cujo nome significa "pequena partícula neutra", são tão esquivos que nem se sabia que eles tinham massa até 1998. Uma das mais novas áreas da astronomia é conhecida como astronomia de neutrinos, onde o fluxo de neutrinos do Sol e supernovas são observados usando detectores enormes.
Embora apenas algumas partículas no zoológico de partículas constituam a matéria com a qual estamos familiarizados, a física de partículas nos dá uma grande visão da estrutura da realidade, mostrando-nos as variantes menos comuns e como elas se encaixam em uma família unificada. Pode-se dizer que a física de partículas é responsável pela existência de energia nuclear, medicina nuclear e bombas nucleares. A física de partículas é considerada uma das áreas mais respeitadas da ciência porque acaba produzindo insights úteis para outras áreas, como matemática.