QUAL É A MENOR PARTÍCULA DO UNIVERSO?
Esta é uma pergunta muito difícil de responder, não apenas porque talvez ainda não tenhamos descoberto a menor partícula, mas porque as partículas fundamentais que conhecemos não têm um tamanho mensurável com a tecnologia que temos, ou aparentemente com qualquer tecnologia que existe atualmente, podemos imaginar.
O máximo que podemos fazer é dividir as partículas conhecidas em suas partículas constituintes até chegarmos às partículas fundamentais, embora não possamos saber exatamente qual delas é a menor, pelo menos em tamanho, embora possamos saber qual tem a menor massa ou energia.
QUARKS E ELÉTRONS
Durante muito tempo considerou-se que o átomo era a unidade que constituía toda a matéria. Mais tarde, descobriu-se que era composto por outras partículas menores, elétrons, prótons e nêutrons.
Acreditava-se também que fossem as partículas fundamentais e indivisíveis da matéria, mas depois descobriu-se que os prótons e os nêutrons eram compostos de diferentes tipos de quarks, cada próton e cada nêutron sendo formados pela interação de três quarks.
Embora partículas menores ainda não tenham sido descobertas, e mesmo que não existam, o tamanho de elétrons e quarks não pode ser medido, então não podemos dizer qual deles é menor.
Nosso conceito de tamanho quando falamos de partículas elementares não é aplicável. Nem mesmo o conceito de partícula. Quando pensamos em uma partícula imaginamos algo semelhante a uma pequena esfera, mas na realidade essas partículas elementares são energia concentrada em um ponto do espaço sem dimensões.
No mundo da mecânica quântica, a definição de forma e tamanho é muito diferente da nossa experiência diária no mundo macroscópico. Em escala quântica, nem é possível determinar exatamente a existência da partícula em uma região do espaço, a posição é determinada como uma probabilidade e não como um valor absoluto.
Mesmo assim, alguns cálculos foram feitos do raio que os elétrons e quarks teriam teoricamente usando relações de massa e energia. A maioria desses cálculos chegou a um valor de 0,00000000000000001 cm para ambos os tipos de partículas. Elétrons e quarks seriam um trilhão de trilhões de vezes menores que 1 cm.
No entanto, deve-se sempre ter em mente que o chamado Modelo Padrão em física de partículas não descreve as partículas fundamentais em termos de tamanho, mas sim em termos de energia.
Os elétrons têm uma energia de 0,000511 GeV, enquanto os quarks variam de acordo com o tipo, de 4,5 GeV para o quark b (bottom) a 0,003 GeV para o quark u (up). Em qualquer caso, o elétron tem menos energia do que os quarks. Mas na família de partículas eletrônicas (os léptons), existe uma partícula com ainda menos massa e energia: o neutrino. que tem uma energia inferior a 0,000000001 GeV e uma massa equivalente a um milionésimo da massa do elétron.
Mas os neutrinos não fazem parte dos átomos como tal. Eles são formados no decaimento beta, um processo de desintegração de nêutrons e prótons no qual os elétrons também são formados. Os elétrons podem interagir fortemente com os núcleos atômicos, mas não com os neutrinos, que escapam facilmente na forma de radiação. Se eles colidem com um núcleo, podem interagir com ele, transformando-o em um núcleo diferente, mas isso não acontece facilmente; os neutrinos são tão pequenos que podem passar facilmente pela matéria e são muito difíceis de detectar.
CORDAS, SINGULARIDADES E COMPRIMENTO DE PLANCK
Em muitos experimentos, partículas fundamentais como o elétron e o quark atuam como pontos de matéria sem distribuição espacial. Um ponto, por definição, não tem altura nem largura, e isso complica as leis da física, pois introduz a possibilidade de indeterminações; por exemplo, dois objetos do tipo ponto poderiam aproximar-se infinitamente de suas posições sem se tocarem, o que levaria as forças que atuam sobre eles também a aumentarem infinitamente; nessas circunstâncias, as leis da física falham.
A teoria das cordas resolve esse problema. As partículas pontuais são substituídas por cordas de energia na forma de laços ou laços, embora essa teoria ainda não tenha sido corroborada.
O problema de partículas pontuais também é resolvido na teoria da espuma quântica, também conhecida como espuma espaço-tempo. De acordo com essa teoria, o espaço-tempo não é contínuo, mas é composto de fragmentos discretos, como bolhas de espaço-tempo semelhantes aos pixels em uma imagem digital. Nesse caso, duas partículas também não poderiam se aproximar infinitamente, pois estariam sempre juntas ou separadas pelo menos pelo espaço entre essas bolhas.
Singularidades, como as que parecem existir no dentro dos buracos negros, eles também têm o problema do infinito. As várias teorias físicas calculam que o centro dos buracos negros também se tornam pontos adimensionais de densidade infinita. No entanto, há quem acredite que os buracos são de fato muito densos, mas não infinitamente densos; eles atribuem a densidade infinita aos defeitos das duas teorias físicas predominantes: a relatividade geral e a mecânica quântica.
Seja como for, tanto as cordas quanto as singularidades, e mesmo as possíveis bolhas quânticas, parecem ser governadas por um comprimento mínimo mensurável, o chamado comprimento de Planck, que equivale a 1,6 x 10^-35 metros, ou seja, um 16 precedido por 34 zeros decimais. Abaixo do comprimento de Planck acredita-se que o espaço deixa de ter uma geometria clássica e que, portanto, seria a menor distância que poderíamos medir.
O comprimento de Planck foi postulado como o limite entre a relatividade geral e a mecânica quântica, e pode ser que qualquer coisa que seja a menor coisa no Universo tenha um tamanho equivalente ao comprimento de Planck.
Referências: curiousando.com
Publicação original https://www.facebook.com/DavidCorrea1995/photos/a.439627413195073/1241617586329381/