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CAPÍTULO
II - AS PARTÍCULAS DO ÁTOMO
Até aqui estou procurando resumir,
em uma explicação simples, a
evolução do conhecimento humano sôbre
o ÁTOMO, de modo que possa ser
compreendido razoavelmente por qualquer pessoa,
mesmo sendo leiga no assunto. Peço
desculpas às pessoas mais eruditas
no conhecimento das ciências, se caminho
passo a passo, às vezes monotonamente,
e outras vezes até repetitivamente.
A minha intenção não é
exatamente ministrar um curso de ATOMÍSTICA,
pois nem sou especializado nesse ramo
da ciência, no qual, aliás,
sou QUASI-LEIGO. Desejo apenas situar bem
o leitor, especialmente o leitor também
leigo, tendo em vista a melhor compreensão
de algumas HIPÓTESES sobre a estrutura
do átomo, hipóteses estas contendo
alguns conceitos que, apesar de não
ser eu um cientista, desejo formular,
sôbre a estrutura do NÚCLEO
DO ÁTOMO.
Acredito que sejam CONCEITOS NOVOS, os
quais pretendo abordar mais à frente,
pois acho que podem ser de grande
importância, especialmente para aquelas pessoas
que desejam conhecer alguma coisa sobre
a CRIAÇÃO DO UNIVERSO.
O conhecimento humano sobre a ESTRUTURA
DO ÁTOMO desenvolveu-se de maneira
extraordinária nas primeiras décadas
do século XX. Os cientistas descobriram
e comprovaram, experimentalmente e através
de formulações matemáticas, que
o NÚCLEO do átomo é
formado de dois tipos de PARTÍCULAS
ELEMENTARES básicas estáveis: os
PRÓTONS e os NÊUTRONS, que juntamente
com os ELÉTRONS (êstes giram
nas regiões orbitais em torno do
núcleo) constituem basicamente o ÁTOMO.
As características principais (carga elétrica
e massa) destas PARTÍCULAS, de acôrdo
com a ciência, são:
-
PRÓTON:
Possui carga elétrica POSITIVA. Sua
MASSA aproximada é de 1,6726.E-27 Kg.
-
NÊUTRON:
É eletricamente neutro. Sua MASSA
aproximada é de 1,675.E-27 Kg.
-
ELÉTRON:
Possui carga elétrica NEGATIVA, de
igual valor absoluto à do próton.
Sua MASSA aproximada é
de 0,0009109.E-27 Kg. (E-27
significa 10 elevado à potência
-27).
Comparando os valores acima, verifica-se
o seguinte:
-
a
MASSA do NÊUTRON é apenas ligeiramente
maior que a do PRÓTON;
-
a
MASSA do PRÓTON é cerca de
1.836 a 1.837 vezes MAIOR que a
massa do ELÉTRON;
-
a
MASSA do NÊUTRON é cerca de
1.838 a 1.839 vezes MAIOR que a massa
do ELÉTRON.
O ÁTOMO de qualquer ELEMENTO contém
no seu núcleo PRÓTONS e NÊUTRONS.
A soma da quantidade dos prótons
e nêutrons do núcleo é
que determina a MASSA do ÁTOMO.
A quantidade de ELÉTRONS orbitais
é igual à quantidade de PRÓTONS
do NÚCLEO do átomo.
No ano de 1932 foi descoberta uma
nova partícula, IDÊNTICA ao ELÉTRON,
porém com carga elétrica positiva:
o PÓSITRON. Alguns
anos depois outras partículas foram
descobertas, dentre elas o MÉSON,
com massa cerca de 210 vezes maior
do que a massa do elétron, podendo
ser positivo ou negativo, que mais
tarde foi designado por méson MU
ou MÚON.
Em 1947 foi descoberto outro tipo de
MÉSON, um pouco mais pesado, com massa
cerca de 320 vezes maior do que
a massa do elétron, que foi
chamado méson PI ou PÍON.
Estas partículas
podem se formar a partir de outras
partículas, por radiações atômicas,
e são TRANSITÓRIAS, a maioria
das quais só existe durante um
tempo inferior a cem milionésimos
de segundo.
Existem nêutrons INSTÁVEIS no núcleo
de alguns átomos radioativos; e esses
nêutrons, quando se desintegram, transformam-se
em 1 PRÓTON, mais 1 ELÉTRON, mais
1 NEUTRINO. O neutrino é uma partícula
muito leve, mais leve do que o
elétron, e é eletricamente NEUTRO.
Sua massa é menor que a do
elétron; é quase nula.
Em 1930 o cientista PAUL A. M.
DIRAC predisse, por motivos teóricos,
que a cada tipo de PARTÍCULA
elementar corresponde uma ANTIPARTÍCULA
(também chamada ANTIMATÉRIA), com
a mesma massa, porém com CARGA
ELÉTRICA CONTRÁRIA, e outras propriedades
inversas. Cada ANTIPARTÍCULA é
como que uma partícula "INVERSA" de
outra, isto é, como que IMAGEM
de outra PARTÍCULA, à qual
corresponde. Como
exemplo, o PÓSITRON, descoberto em
1932 pelo físico inglês Sir
JAMES CHADWICK, é ANTIPARTÍCULA do
ELÉTRON; ambos têm massas iguais
e cargas elétricas iguais e CONTRÁRIAS:
o elétron tem carga NEGATIVA e
o PÓSITRON carga POSITIVA. Um é
exatamente o "INVERSO" do outro.
Em 1964 alguns cientistas SUGERIRAM que
muitas das PARTÍCULAS conhecidas na
época, podiam ser devidamente explicadas
pela combinação de apenas 3
PARTÍCULAS fundamentais, que denominaram
QUARKS. Atualmente,
estão definidos seis tipos de QUARKS:
-
UP,
DOWN, CHARM, STRANGE, TOP e BOTTOM.
Os QUARKS mais leves são os
UP e DOWN, aos quais atribuiram CARGAS
elétricas de + 2/3 e - 1/3 da carga
de 1 PRÓTON, respectivamente. São
estáveis, e segundo os cientistas
formam os PRÓTONS e os NÊUTRONS
(constituintes dos núcleos dos átomos),
da seguinte forma:
-
1 PRÓTON
é formado por 2 UP + 1 DOWN;
-
1 NÊUTRON
é formado por 2 DOWN + 1 UP.
Segundo a ciência estes DOIS TIPOS
de quarks, juntamente com os ELÉTRONS,
formam os átomos de todos os
elementos simples da TABELA PERIÓDICA.
No entanto,
tais quarks (UP e DOWN), bem como
suas cargas, não podem ser isolados.
Sua existência é apenas TEÓRICA,
não representa uma realidade comprovada
experimentalmente; não se sabe o que
seja a MASSA de um QUARK.
Quanto aos demais QUARKS, diz a ciência
que foram abundantes nos primeiros momentos
após o "BIG BANG", mas agora
são produzidos apenas em LABORATÓRIOS.
As PARTÍCULAS elementares estão sujeitas
a FORÇAS de INTERAÇÃO no
interior do ÁTOMO. Algumas partículas
transitórias, que são INSTÁVEIS,
podem ser continuamente criadas e aniquiladas,
por causa das FORÇAS DE INTERAÇÃO.
As FORÇAS DE INTERAÇÃO podem
ser de quatro tipos:
-
interação
nuclear FORTE;
-
interação
nuclear FRACA;
-
interação
ELETROMAGNÉTICA;
-
interação
GRAVITACIONAL.
Os PRÓTONS existentes no NÚCLEO
de um átomo, mesmo tendo todos
eles cargas elétricas IGUAIS, do mesmo
tipo, isto é, POSITIVA, e embora
aglomerados não se afastam entre
sí por repulsão, como poderia
parecer a princípio. Se assim acontecesse,
o núcleo do átomo não
seria coêso, ao contrário, deveria
se DESMANCHAR. Porém, não se
desmancha. As
cargas POSITIVAS dos prótons são
EQUILIBRADAS (neutralizadas) pelas cargas NEGATIVAS
dos elétrons orbitais. Além disso
os PRÓTONS, juntamente com os NÊUTRONS,
são mantidos UNIDOS entre sí,
no núcleo, pela FORÇA FORTE
de interação, uma força nuclear
poderosa.
Aliás, sempre me intrigou o fato
de que os PRÓTONS, que são
partículas com carga POSITIVA, não
se separam uns dos outros quando aglomerados
no núcleo do átomo. E admirava-me
também o fato de que os NÊUTRONS
existentes no núcleo, sendo partículas
NEUTRAS, eletricamente equilibradas, não
DESPENCAM do núcleo. Para
explicar tal fenômeno os cientistas
imaginaram uma partícula HIPOTÉTICA,
que chamaram de GLÚON, portador hipotético
que transmite a FORÇA FORTE
nuclear, que produz a ATRAÇÃO
entre os PRÓTONS entre sí
e os NÊUTRONS, mantendo-os fortemente
unidos (como que em um efeito COLA),
formando a UNIDADE do núcleo.
É sempre
bom repetir que apesar da grande quantidade
de partículas conhecidas, as PARTÍCULAS
ATÔMICAS elementares BÁSICAS e
ESTÁVEIS são os PRÓTONS, NÊUTRONS
e ELÉTRONS.
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