O que é teoria de partículas?
A teoria das partículas é uma teoria incrivelmente amplamente aceita da matéria, que sustenta, essencialmente, que a matéria é composta de pequenas partículas que estão em constante movimento. A teoria das partículas é o domínio da física de partículas, também conhecida como física de alta energia, porque muitas das partículas mais fundamentais geralmente não ocorrem na natureza, mas podem ser geradas criando interações de alta energia entre as partículas.
O antecessor da moderna teoria das partículas remonta à Grécia antiga, quando os filósofos do século VI aC afirmaram que havia partículas fundamentais da matéria. Por milhares de anos depois disso, no entanto, a teoria das partículas desapareceu na maior parte do mundo, com várias outras teorias surgindo. No século 19, no entanto, ele voltou, com um cientista chamado John Dalton propondo uma partícula fundamental e indivisível que compunha toda a matéria. Ele chamou essa partícula de átomo, da palavra grega que significava indivisível.
No final do século XIX, tornou-se evidente, no entanto, que o átomo não era, de fato, indivisível e que havia partículas ainda menores que compunham o átomo. Durante o século 20 e no século 21, essas partículas foram divididas e novas partículas de alta energia foram descobertas. A descoberta dessas partículas ajudou a refinar e expandir a natureza da física das partículas, e grande parte do trabalho realizado hoje tem a ver com a geração de novas partículas a serem observadas. Isso é feito criando interações de alta energia nos aceleradores de partículas, onde as partículas são lançadas umas nas outras em velocidades incrivelmente altas, essencialmente se fragmentando em seus bits constituintes e liberando partículas energéticas que se dissipam rapidamente.
O modelo de trabalho da teoria das partículas agora é conhecido como Modelo Padrão. O modelo padrão, embora não seja uma verdadeira teoria unificadora, chega notavelmente perto. Ele aborda três das quatro interações conhecidas: as forças eletromagnética, a forte e a fraca. Ele falha em lidar com a força gravitacional, tornando-a incompleta, mas ainda permite uma grande compreensão abrangente das partículas e do universo como um todo. O modelo contém 24 partículas fundamentais, que compõem a matéria, e os bósons de medida que mediam as forças. Ele também prevê um tipo de bóson, o bóson de Higgs, que é o único bóson ainda não observado, que deve ser detectado pelo Large Hadron Collider.
Em um nível básico, a teoria das partículas ajuda a categorizar os três principais estados da matéria que vemos no dia a dia. As partículas são vistas uma em relação à outra e a quantidade de energia que elas têm, o que afeta o quanto elas se movem. Num estado em que as partículas são fortemente atraídas umas pelas outras e são mantidas juntas em um estado em que vibram, mas permanecem relativamente fixas, existe um sólido. Quando há alguma atração entre as partículas, e elas são mantidas um pouco juntas, com um grau de movimento relativamente livre, existe um líquido. E quando há pouca atração entre as partículas, e elas podem se mover livremente, existe um gás.