terça-feira, 9 de agosto de 2011

2. Léptons:

São partículas subatômica maciças encontradas fora do núcleo atômico.
São partículas fundamentais, isto quer dizer que elas não são formadas por outras partículas.
Eles se comportam como férmions (é uma partícula que tem spin (spin associa-se, sem rigor, às possíveis orientações que partículas subatômicas carregadas como prótons, elétrons e alguns núcleos atômicos podem apresentar quando imersas em um campo magnético) semi-inteiro e obedece à estatística de Fermi-Dirac. Recebem este nome em homenagem ao físico Enrico Fermi. Todas as partículas elementares ou são férmions ou bósons) e não são feitos de quarks (é um dos dois elementos básicos que constituem a matéria (o outro é o lépton) e é a única, dentre as partículas, que interage através de todas as quatro forças fundamentais. O quark é um férmion fundamental com carga hadrónica ou cor. Não se observaram ainda quarks em estado livre. Segundo o Modelo Padrão, os quarks ocorrem em seis tipos na natureza: "top", "bottom", "charm", "strange", "up" e "down". Os dois últimos formam os prótons e nêutrons, enquanto os quatro primeiros são formados em hádrons instáveis em aceleradores de partículas).
Um lépton pode ser um elétron (geralmente representado como e-, é uma partícula subatômica que circunda o núcleo atômico, identificada em 1897 pelo inglês John Joseph Thomson. Subatómica e de carga negativa, é o responsável pela criação de campos magnéticos e eléctricos), um múon (é uma partícula elementar semi-estável com carga eléctrica negativa e spin de ½ (fermião). Em conjunto com o elétron, o tau e seus respectivos neutrinos, é classificado como fazendo parte da família dos léptons. Tal como todas as partículas fundamentais, o muão tem a sua antipartícula, com carga oposta mas com massa e spin idêntico: o antimuão ou muão positivo), um tau lépton (é uma partícula subatômica da família dos léptons, sendo que ele é muito parecido com o elétron, ele pode ser genericamente chamado de elétron superpesado, sua antipartícula é o anti-tau, como no caso do elétron de do muon o tau tem um neutrino associado, este é o neutrino de tau, seu tempo de vida é de cerca 2,9 × 1013) ou um dos seus respectivos neutrinos (é uma partícula subatômica dificilmente detectada porque sua interação com a matéria é muito fraca, sua carga é neutra e sua massa extremamente pequena).

Cargas Elétricas
Os leptões podem ou não ter carga elétrica. Os neutrinos não tem carga, e os elétrons, os múons e os taus têm carga equivalente a uma unidade. As respectivas antipartículas têm carga oposta. Os léptons não sentem a força nuclear forte, mas interagem com os hádrons (é uma partícula composta, formada por um estado ligado de quarks. Os hádrons mantêm a sua coesão interna devido à interação forte, de um modo análogo à que mantém os átomos unidos pela força electromagnética. Os hádrons mais conhecidos são os prótons e os neutrons) pela força nuclear fraca.

Tabela de Leptões
Existem 6 tipos de léptons, bem como 6 tipos de antiléptons (suas antipartículas).

Nome do Lépton
Carga
Massa
(em Mev/C2)
Tempo de Vida
(em segundos)
Primeira Geração
Elétron
-1
0,511003
Infinito
Segunda Geração
Neutrino do Elétron
0
0
Infinito
Terceira Geração
Muon
-1
105,659
2,197 x 10-6
Quarta Geração
Neutrino do Muon
0
0
Infinito
Quinta Geração
Tau
-1
1784
3,3 x 10-13
Sexta Geração
Neutrino do Tai
0
0
Infinito

Na tabela acima a carga das partículas é dada em unidades da carga do elétron. A massa não é dada na maneira convencional, em gramas ou quilogramas, é dada em unidades de MeV/c2, unidade muito usada pelos físicos de partículas elementares. Um MeV é equivalente a 106 elétrons-volts (eV) ou seja, um milhão de elétrons-volt. O elétron-volt é uma unidade de energia e equivale a: 1,602 x 10-19 Joules = 1,602 x 10-19 kg m2 s-2. A letra C representa a velocidade da luz, cerca de 300.000 km/segundo. Deste modo: Mev/c2 = 1,782676 x 10-30 quilogramas. Para sabermos o valor da massa de cada partícula citada na tabela usando a conhecida unidade "quilograma", basta multiplicar o seu valor apresentado pelo valor de 1 Mev/c2 dado acima.

Curiosidades
Ø  Para cada tipo de partícula de matéria que encontramos, existe uma partícula correspondente de antimatéria ou uma antipartícula, ou seja, para cada um dos seis léptons, há um leptón de antimatéria (antilépton), o mesmo valendo para os quarks;
Ø  A antimatéria é uma partícula de igual massa, porém de carga oposta. A antipartícula de um quark é denominada antiquark, a antipartícula de um próton é um antipróton, e assim por diante. A única exceção é que um antielétron é chamado de pósitron;
Ø  Quando uma partícula de matéria e uma partícula de antimatéria se encontram, elas se aniquilam, transformando-se em energia;
Ø  Se a antimatéria e a matéria são exatamente iguais, mas opostas, então por que há muito mais matéria do que antimatéria no universo? Não sabemos ainda. Essa é uma pergunta que tira o sono dos físicos.

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