O UNIVERSO NA ESCALA MICROSCÓPICA: O QUE SABEMOS SOBRE A MATERIA

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Os gregos antigos propuseram que a matéria do universo é composta por

partículas mínimas e indivisíveis, que denominaram átomos. Assim como em uma

língua alfabética as incontáveis palavras são o resultado de um enorme número de

combinações de um pequeno número de letras, eles supuseram que a grande

variedade de objetos materiais também fosse o resultado das combinações de uma

pequena variedade de partículas ínfimas e elementares. Foi uma suposição

clarividente. Mais de 2 mil anos depois, ainda acreditamos nela, embora a identidade

dessas unidades fundamentais tenha sofrido numerosas revisões. No século XIX os

cientistas demonstraram que muitas substâncias familiares, como o oxigênio e o

carbono, tinham um limite mínimo para o seu tamanho. Seguindo a tradição dos

gregos eles os chamaram átomos. O nome ficou, embora a história tenha revelado

que ele era inadequado, uma vez que hoje sabemos que os átomos são divisíveis.

No começo da década de 30, o trabalho coletivo de J. J. Thomson, Ernest

Rutherford, Niels Bohr e James Chadwick já havia consagrado o modelo que

assemelha o átomo a um sistema solar e que todos nós conhecemos bem. Longe de

ser os constituintes mais elementares da matéria, os átomos consistem de um

núcleo que contém prótons e nêutrons e é envolvido por um enxame de elétrons

orbitantes.

Durante algum tempo os físicos acreditaram que os prótons, nêutrons e

elétrons fossem os verdadeiros "átomos" dos gregos.Mas, em 1968, experiências

de alta tecnologia feitas no Stanford Linear Accelerator Center (Centro do Acelerador

Linear de Stanford) para pesquisar as profundezas microscópicas da matéria

revelaram que os prótons e nêutrons tampouco são "indivisíveis". Descobriu-se que

eles são formados por três partículas menores chamadas quarks — nome

imaginativo, tirado de uma passagem de Finnegans Wake, de James Joyce, e dado

pelo físico teórico Murray Gell-Mann, que anteriormente já propusera a sua

existência.

As experiências confirmaram ainda que os quarks apresentam-se em duas

variedades, que receberam os nomes, algo menos criativos, de up e down. Um

próton consiste de dois quarks up e um down; um nêutron consiste de um quark up e

dois down. Tudo o que se vê no mundo terrestre e naabóbada celeste parece ser

feito de combinações de elétrons, quarks up e quarks down. Não existe nenhuma

indicação experimental de que qualquer uma dessas três partículas seja formada por

algo ainda menor. Mas muitas experiências indicam que o universo conta também

com outras partículas de matéria. Em meados da década de 50, Frederick Reines e

Clyde Cowan comprovaram experimentalmente a existência de uma quarta espécie

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