Hadron? Bariões? Meson? O que é o quê? Quem é quem? E porque é que os físicos insistem em colocar o sufixo “on” no nome de quase todas as partículas que encontram?
Não como a NFL, é comum no futebol de liceu que as camisolas de uma equipa não tenham os nomes dos jogadores emblazados nas costas. Isso pode tornar a observação de um jogo muito confusa para o espectador casual. Enquanto os especialistas sabem quem é quem sem pensar, o espectador casual pode facilmente perder a noção de qual jogador é quem sem uma lista que ligue o número de cada camisola ao nome do jogador.
A física de partículas tem alguns dos mesmos problemas com todos esses nomes de partículas terminando com “on”. É o suficiente para te dar uma enorme dor de cabeça. Os internautas os reconhecem à vista, mas para não especialistas, uma lista identificando-os seria muito útil. No Nutshell desta semana, vamos identificar três deles e explicar como eles estão relacionados. As três classes de partículas são hadrões, mésons e bariões.
Primeiro off, todos os três termos identificam classes de partículas. Os hadrons são partículas que experimentam a forte força nuclear. Isto significa que eles contêm quarks. Um barião é um tipo de hadron, e contém três quarks. Um méson também é um tipo de hadron, e contém um quark e um antiquark. Fazendo uma analogia com o reino animal, o termo hadron corresponde ao termo animal, enquanto os termos mesão e barion podem corresponder às classificações mamífero e réptil.
Histórico, o nome barion implicava uma partícula subatômica pesada, enquanto o termo meson era dado a partículas com massas muito mais baixas. Isto pode ser visto a partir das palavras raízes etimológicas gregas – “barys” para pesado e “mesos” para intermediário. (Há também partículas chamadas leptões, do grego “leptos”, que significa luz, mas estas partículas não são hadrões e não são discutidas aqui). Nos anos 60, a identificação de bariões como partículas pesadas e de mesos como partículas de massa intermediária era absoluta. Mas a descoberta do encanto mais pesado e do quark inferior arruinou essa conexão – afinal eles podiam compor mésons mais pesados do que os bariões descobertos no ouvido. Assim, no mundo moderno, o conteúdo da quark é a única coisa que identifica um hadron como um barião ou um méson.
Uma coisa que os mésons e bariões têm em comum é que, mesmo que os seus quarks constituintes tenham cor, eles próprios não têm – eles são neutros em termos de cor. Ou seja, são os seus quarks e gluões constituintes que carregam a carga da força forte, não os mesões e bariões que os compõem.
Em suma, os hadrões são partículas contendo quarks. Bariões são hadrões contendo três quarks, e os mésons são hadrões contendo um quark e um antiquark. Esperemos que da próxima vez que você encontrar estes termos, você não terá que alcançar o Tylenol.
-Don Lincoln
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Baryons e mésons são exemplos de hadrons. Qualquer partícula que contenha quarks e experimente a forte força nuclear é um hadron. Os bariões têm três quarks dentro deles, enquanto os mésons têm um quark e um antiquark.