16/18 - SIMETRIAS QUARK: UM NOVO KOAN? - O TAO DA FÍSICA - FRITJOF CAPRA

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16. SIMETRIAS QUARK: UM NOVO KOAN?

O mundo subatômico é um mundo de ritmo, movimento e mudança contínua. Não é, contudo, arbitrário e caótico, mas segue padrões bastante claros e definidos. Assinale-se, de início, que todas as partículas de um determinado tipo são completamente idênticas; possuem exatamente a mesma massa, a mesma carga elétrica e outras propriedades características. Além disso, todas as partículas carregadas são portadoras de cargas elétricas exatamente iguais (ou opostas) à do elétron, ou cargas exatamente duas vezes a do elétron. O mesmo é verdadeiro acerca de outras quantidades que são atributos característicos das partículas; elas não assumem valores arbitrários, mas estão restritas a um número limitado, o que nos permite dispor as partículas em uns poucos grupos distintos (ou “famílias”). Isto nos encaminha à questão da forma pela qual esses padrões definidos vêm à tona no mundo dinâmico e sempre em mudança das partículas. O surgimento de padrões nitidamente caracterizados na estrutura da matéria não é um fenômeno recente, já tendo sido observado no mundo dos átomos. Assim como ocorre com as partículas subatômicas, os átomos de um determinado tipo são inteiramente idênticos e os diferentes tipos de átomos, ou elementos químicos, foram dispostos em diversos grupos na tabela periódica. Atualmente essa classificação é bem compreendida; baseia-se no número de prótons e nêutrons presentes nos núcleos atômicos e, também, na distribuição dos elétrons em órbitas esféricas, ou “conchas”, em tomo dos núcleos. Como foi comentado anteriormente, a natureza ondulatória dos elétrons restringe a distância mútua de suas órbitas, e a quantidade de rotações que um elétron pode ter numa dada órbita, a uns poucos valores definidos correspondentes a vibrações específicas dos elétrons ondulatórios. Consequentemente, padrões definidos surgem na estrutura atômica caracterizados por um conjunto de “números quânticos” inteiros e refletem os padrões de vibração dos elétrons ondulatórios em suas órbitas atômicas. Essas vibrações determinam os “estados quânticos” de um átomo e asseguram que dois átomos quaisquer serão inteiramente idênticos quando ambos estiverem no seu “estado fundamental” ou no mesmo “estado excitado”. Os padrões do mundo das partículas apresentam grandes semelhanças com os do mundo dos átomos. Amaioria das partículas, por exemplo, rodopiam em torno de um eixo como um pião. Seus spins estão restritos a vaiares definidos, que são múltiplos inteiros de uma unidade básica. Assim, os bárions só podem possuir spins de 1/2, 3/2, 5/2, etc., ao passo que os mésons possuem spins de 0, 1, 2, etc. Isso nos recorda as quantidades de rotação que os elétrons apresentam em suas órbitas atômicas, igualmente restritos a valores definidos e especificados por números inteiros. A analogia com os padrões atômicos é ainda mais reforçada pelo fato de que todas as partículas em interação forte, ou hadríons, parecem distribuir-se em sequências cujos membros apresentam propriedades idênticas, exceto por suas massas e spins. Os membros mais elevados dessas sequências são as partículas de vida extremamente curta denominadas “ressonâncias’', descobertas em grande número ao longo da década passada. As massas e spins das ressonâncias aumentam de forma bem definida dentro de cada sequência, o que parece estender-se indefinidamente. Essas regularidades...

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