Question

Como se chegou à evidência de que o próton é formado por partículas mais elementares - os partons - que mais tarde vão ser identificadas com os quarks e gluons?

Answer 1

Resposta:

Como se chegou à evidência de que o próton é formado por partículas mais elementares - os partons - que mais tarde vão ser identificadas com os quarks e gluons?

- Em 1968, foi feito um experimento onde o elétron (e) é espalhado por um próton (p) com grande transferência de energia e momentum e, do estado final, observam-se apenas a energia e o ângulo de espalhamento (q) do elétron, ignorando-se a grande quantidade de outras partículas (X) produzidas;

- Esse é um processo que ficou conhecido na literatura como "espalhamento profundamente inelástico", usualmente denotado por ep → eX;

- Da análise dos dados desse experimento concluiu-se que a carga elétrica do próton é localizada em pequenos centros espalhadores de spin 1/2 e sem estrutura, batizados de partons por Feynman;

- O resultado do espalhamento inelástico ep → eX, combinado com dados de outros espalhamentos inelásticos (induzidos por neutrinos)  leva à identificação dos partons com os quarks;

- Os partons foram revelados nesse espalhamento ep através de fótons trocados entre o elétron e o próton;

- como os partons carregam apenas a metade do momento linear total do próton a outra metade estão os com os gluons, termo que vem da palavra inglesa glue, que significa cola;

- Os gluons  se assemelham aos fótons e são os responsáveis pela mediação da interação forte entre os quarks, ou seja, pela coesão dos quarks dentro dos mésons e bárion;

resumindo o quadro teórico atual dos constituintes últimos da matéria. - Existem doze partículas sem estrutura (os "a tomos"): seis quarks e seis léptons. Os mediadores das interações forte e eletro-fraca são, respectivamente, oito tipos de glúons, o fóton e mais os bósons pesados Z e W;

- Convencionou-se chamar de "Modelo Standard" o modelo atualmente aceito por boa parte da comunidade de físicos de partículas para a descrição das interações entre quarks e léptons.