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Gluón

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Gluón (g)
ClassificaçãoPartícula elementar
FamíliaBosón
GrupoBosón de gauge
InteracçãoInteracção nuclear forte
Símbolo(s)g
AntipartículaEla mesma
TeorizadaMurray Gell-Mann (1962)[1]
DescobertaTASSO collaboration at DESY (1979)[2] [3]
Tipos8
Massa0 MeV/c2 (valor teórico)[4]
< 20 MeV/c2 (limite experimental)[5]
Vida médiaEstável
Ónus eléctrico0 e[4]
Ónus de corocteto (8 tipos)
Espín1 \hbar\;
Arquivo:Gerações delamateria.png
Nome e ónus eléctrico dos componentes da matéria.

O gluón (da voz inglesa glue 'cola', derivada a sua vez do latín glūtem através do francês gluer 'colar') é o bosón portador da interacção nuclear forte, uma das quatro forças fundamentais. Não possui massa nem ónus eléctrico, mas sim carrega de cor, pelo que além de transmitir a interacção forte também a sofre.

A teoria que postula a existência dos gluones e descreve sua dinâmica se chama cromodinámica cuántica. O nome faz alusão a "cola" (glue), deve-se a estas partículas são as que "unem" os quarks dentro dos nucleones.

Conteúdo

Propriedades

Ao igual que o fotón, o gluón é um bosón sem massa nem ónus de spin 1. Como os quarks, os gluones têm ónus de cor, que depende da mudança de cor dos quarks. Os quarks mudam de cor quando se trocam gluones, de tal forma que o ónus de cor total do sistema formado pelo quark e o gluón, dantes e após a emissão ou absorción é a mesma.

Por exemplo, se um quark vermelho volta-se azul ao emitir um gluón, então é porque emite um gluón vermelho-antiazul (a parte vermelha do gluón é o vermelho que perde o quark, e o antiazul é para anular o azul que o quark ganha). O sistema tem ónus de cor neta vermelha.

Existem assim mesmo 8 tipos de gluones, sendo a cada um deles uma combinação cor-anticolor. Os quarks e os gluones formam partículas compostas com ónus de cor total neutra (costuma-se dizer que as partículas compostas são brancas).

Confinamiento dos quarks

Ao sofrer eles mesmos sua própria interacção, os gluones que unem os quarks criam um campo de cor com forma de sensata que impede que os quarks se separem com uma força imensa. A formação destas estruturas com forma de sensata por parte dos gluones limita o campo de acção desta interacção a uma ordem de 10-15 metros (mais ou menos o tamanho de um núcleo atómico).

Ao invés que a força eléctrica ou a gravitatoria, se se tenta separar entre sim um par de quarks, o campo de cor atira deles com muita mais força; é como se os quarks estivessem unidos por um "berço gluónico", que tenta voltar a sua longitude inicial. Devido a isto, os quarks e os gluones são partículas muito difíceis de detectar e só podemos ver as partículas que eles formam, os hadrones.

Quando se separam tanto dois quarks unidos mediante este berço, se acumula tanta energia no sistema que é mais fácil para o mesmo criar novos quarks para devolver o campo de cor a um estado menos energético. Isto é resultado de converter parte da energia do campo de cor em nova matéria (E=mc^2).

A massa dos hadrones

Os gluones formam também parte dos hadrones, e a energia do campo de cor que criam é a responsável pela maioria da massa do mesmo (E=mc^2). No caso do protón pode-se ver que:

m_{u}+m_{u}+m_{d} \ne m_{p} \,\,\,\,\,\,\,\, 3+3+6 \ne 938 \, (\mbox{MeV/c}^2)

Pelo que grande parte da massa do protón é atribuible à energia do campo de cor.

Interacção nuclear forte residual

Apesar de que os hadrones têm ónus de cor neutra, os quarks de diferentes hadrones podem se atrair com muita força, no caso dos nucleones inclusive maior que a electromagnética. A esta força de natureza forte entre diferentes hadrones chama-se-lhe residual, e é a responsável por que o núcleo atómico seja estável apesar da grande quantidade de ónus positivas que possui.

Referências

  1. ↑ Gell-Man, F. (1962). «Symmetries of Baryons and Mesons». Physical Review 125:  pp. 1067–1084. doi:10.1103/PhysRev.125.1067. http://link.aps.org/abstract/PR/v125/p1067. 
  2. ↑ R. Brandelik et a o. (TASSO collaboration) (1979). «[Expressão errónea: operador < inesperado Evidence for Planar Events ine +e- Annihilation at High Energies]». Phys. Lett. B 86:  pp. 243–249. doi:10.1016/0370-2693(79)90830-X. 
  3. ↑ Flegel, I; Söding, P (2004). «Twenty-Five Years of Gluons». DESY: Cern Courrier.
  4. ↑ a b W.-M. Yao et a o., J. Phys. G 33, 1 (2006) Consultado dezembro, 2007
  5. ↑ Yndurain, F. (1995). «[Expressão errónea: operador < inesperado Limits on the mass of the gluon*1]». Physics Letters B 345:  pp. 524. doi:10.1016/0370-2693(94)01677-5. 

Veja-se também

Enlaces externos

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