Hadron

O Interior do átomo

Uma partícula subatômica é um componente da matéria de menor do que um átomo.
As partículas elementares, elétrons e quarks são compostos de nenhuma outra partícula, compósitos, hádrons consistem em partículas elementares.
O interior de um átomo lá de núcleons, ou seja, prótons e nêutrons, que vamos encontrar um Quark.
O núcleo atômico é rodeado por uma nuvem de elétrons.
É a física de partículas que estuda os componentes de materiais e energias menores da natureza.
Dimensões esses componentes estão em um intervalo de 10^-19 - 10^-15 metros, enquanto o mais freqüentemente utilizado unidade de energia é o MeV (eV). Elétron-volt é uma unidade conveniente para quantidades de energia estudados pelos físicos de partículas é muito pequena. Para ter uma idéia das energias manipuladas, vou citar o caso de les, a energia total liberada pela colisão é TeV 14 (14 x 10¹²eV), tornando-o mais poderoso acelerador de partículas do mundo. No entanto, se um converte este montante em joules, é uma pequena quantidade de energia: 1 eV = 1, 60217653 x 10^-19 joules. 14 TeV = 22,4 x 10^-7 joules.
Comparativamente, a energia liberada pela queda de uma pedra de 1 kg, com uma altura de 1m é 9,8 joules, ou 6,1 x 10¹⁹ eV.

Imagem: As dimensões das partículas elementares y as potências de 10, usada em física.

O Interior da matéria em 1950

Um hádron é um composto de partículas subatômicas regido pela interação forte. Estas partículas são compostas de quarks e/ou antiquarks, de bárions, tais como les protões e neutrões.
Infelizmente, a natureza é muito mais complicada que era o pensamento do século XX. Sabemos agora que o mundo das partículas é extremamente rico. Para satisfazer sua curiosidade, o homem é obrigado a criar máquinas infernal (Tevatron, LHC,...), mais poderoso para peneirar os materiais para os confins do infinitamente pequeno.
Na década de 1950, partículas elementares proliferaram até o ponto que o alfabeto não tem suficiente letras nomeá-los: houve, em seguida, mais de 400.

Imagem: Classificação das partículas elementares na década de 1950.

Os quatro interacções conhecidas ou forças

A força nuclear forte liga quarks, prótons e nêutrons (e outras partículas) que estão entre eles. É também ele que vincula prótons e nêutrons no núcleo, superando a repulsão elétrica enorme que entre prótons.
Esta força é sentida por Quark e transportada por glúons.

A força eletromagnética vincula os elétrons para o núcleo dentro do átomo e permite que os átomos formar moléculas. É as propriedades dos sólidos, líquidos e gases. Esta força é sentida pelo carregada léptons e quarks.
Ela é transportada por fótons.

A força nuclear fraca é a radioatividade natural, por exemplo aqueles encontrados na terra. Ele também é um fator chave em reações nucleares no centro das estrelas, tais como o Sol, onde o hidrogénio é convertido em hélio.
Ele é sentido por quarks e léptons e desgastado pelos bósons w e Z.

A força gravitacional ou gravidade bateu maçãs de árvores. É uma força atrativa universal que escala astronômica, é a consistência do material nos planetas, estrelas e galáxias.
Ele é usado pelo gráviton, não découvert.

Imagem: ilustração do elétron, na realidade o elétron não tem nenhum local exacto. Ele permanece em uma espécie de onda, um pouco aqui e um pouco lá.

O modelo padrão

Hoje o modelo padrão descreve três com êxito quatro forças fundamentais: forte, fraca e eletromagnética.
A tabela de partículas elementares contém três famílias:
- quarks up e down e léptons, elétrons e neutrino do elétron.
- quarks encanto e strange e muon léptons e muon neutrino,
- quarks top e bottom e léptons tau e tau neutrino. Quatro dessas partículas elementares em princípio seria suficiente para construir o mundo que nos rodeia: Quark acima e abaixo, o elétron e o neutrino do elétron.
Os outros são instáveis e se desintegrar a aderir a estes quatro partículas.

N.B.: o modelo padrão não descreve a interação quarta: a interação gravitacional.

Imagem: A tabela de partículas elementares do modelo padrão, classe os férmions, constituintes da matéria e os bósons.

Hadron, de grego adros

Imagine o próton, o nêutron ou qualquer hadron como uma partícula de ponto ou um objeto congelado. Alguém pode pensar que é uma bola eletricamente carregada mas é uma imagem muito mal adaptada.
Um próton é quarks, antiquarks e glúons. O hadron contém 3 quarks mais de antiquarks: Estas são "os quarks de Valência". Quarks dar o Bárion, sua carga elétrica e suas propriedades quânticas. Os outros quarks são "quarks de mar, antiquarks". Glúons são 30 a 40% da energia do próton. At o Interior do próton fechado de campo que quer dizer num raio de 10 a 15 metros, quarks circulam livremente. É somente quando eles tendem a afastar-se que as forças intensificarem e impeçam-los de se afastando. Esta propriedade o nome "liberdade assintótica". Esta liberdade de curta distância é característica da teoria de gauge de cor. Quarks transportam cargas de cor que circulam entre eles. Eles podem ser vermelho, verde ou azul associada com a teoria chamada de cromodinâmica quântica. Os teóricos têm escolhido essa palavra para designar qualquer objeto para existir deve ser branco. Um próton de existir deve ter três quarks de cada cor, vermelho, verde e azul, o que lhe dá a propriedade de "branco" é a soma de três cores. Glúons que transportam a força nuclear forte, são elas próprias sensíveis à força da cor. Hádrons interagem e formam uma espécie de gelatina cada vez mais rígidas, com o aumento, a energia envolvida, o que causa o confinamento dos quarks.
Pode-se imaginar o próton, o nêutron ou qualquer hadron como um conjunto de partículas em que há mais coisas, que ele funciona vigorosamente para procurá-las.

Quarks são os constituintes básicos da matéria e as forças agem através de partículas transportadoras que fluem entre as partículas de matéria. Estas forças são distinguidas por diferentes intensidades. Em resumo, massa e energia são dois aspectos do fenómeno da mesmo, como a famosa equação de Einstein (E=mc2), a massa pode ser transformada em energia e vice-versa. Essa transformação ocorre quando cada colisão no LHC. Devido a essa equivalência, massa e energia podem ser medidos com a mesma unidade. A nível da física de partículas, é o MeV. A grande unificação das partículas elementares e fundamentais das interacções, referem-se desde há muito a Comunidade de físicos.
Albert Einstein passou os últimos trinta anos de sua vida à busca de uma teoria unificada do eletromagnetismo com gravitação sem sucesso.
Ainda hoje, o objetivo não é atingível.

Imagem: Ponto de colisão de partículas em um colisor, mostrando uma infinidade de outras partículas que se desintegram instantaneamente. Os produtos da colisão ou melhor, os produtos de desintegração das partículas pesadas, são analisados ​​pelos detectores e sub-detectores. Cada detector foi concebido para um tipo de produto da desintegração (fótons, elétrons, hádrons, múon), assim os produtos de desintegração permitem aos cientistas para reconstruir a partícula produzida pela colisão antes de desintegração.