O Modelo Padrão da física de partículas é frequentemente visualizado em uma tabela, similar à tabela periódica dos elementos, e utilizado para descrever propriedades como massa, carga e rotação.
Essa estrutura também está organizada para representar a forma como essas pequenas partes de matéria interagem com as forças fundamentais da natureza.
Mas não foi em formato de tabela que isso tudo começou.
A equação
A grande teoria de quase todas as coisas consiste numa coleção de vários modelos matemáticos que provaram ser interpretações atemporais da lei da física.
Aqui definimos uma breve excursão pelos tópicos abordados nesta gigantesca equação.
Essa versão do Modelo Padrão está escrita sob uma abordagem langregeana. Esta consiste numa forma extravagante de escrever uma equação para determinar o estado de um sistema em mudança e determinar o máximo possivel de energia que ele pode sustentar.
Primeira parte
As três primeiras linhas do Primeiro Padrão referem-se de forma ultraespecífica ao glúon, o bóson que mede a força forte de quarks. Existem oito tipos diferentes de glúons, que interagem entre si e carregam o que se conhece como a cor de carga.
Segunda parte
Quase a metade dessa equação se dedica a explicar a interação entre bósons, particularmente os do tipo W e Z.
Bósons são partículas de transporte de força. Há quatro espécies de bósons que interagem com outras partículas utilizando três forças fundamentais. Fótons carregam eletromagnetismo, glúons carregam a força forte e os bósons W e Z carregam a força fraca. O tipo mais recentemente descoberto – o bóson de Higgs – é um pouco diferente; suas interações aparecem na próxima parte da equação.
Terceira parte
Esta parte da equação descreve como as partículas de matéria elementares interagem com a força forte. De acordo com essa formulação, partículas de matéria dividem-se em três gerações, cada uma com massas diferentes. A força fraca ajuda as partículas mais maciças a decair em formas menos maciças.
A seção também inclui interações básicas com o campo de Higgs, das quais algumas partículas elementares recebem sua massa.
De forma intrigante, essa parte da equação supõe algo que contradiz descobertas recentes na física. Incorretamente, ela propõe que as partículas subatômicas chamadas de “neutrinos” não têm massa.
Quarta parte
Na mecânica quântica, não há um único caminho ou trajetória que uma partícula possa percorrer, o que leva a algumas redundâncias nesse tipo de formulação matemática. Para esclarecê-las, os teóricos usam partículas virtuais que chamam de fantasmas.
Essa parte da equação descreve como partículas de matéria interagem com os fantasmas de Higgs, artefatos virtuais do referente campo.
Quinta parte
A última parte da equação inclui mais fantasmas, conhecidos como Faddeev-Popov. Estes cancelam as redundâncias que ocorrem em interações pela força fraca.
Nota: Thomas Gutierrez, professor assistente de Física da Universidade do Estado da Califórnia, transcreveu o Modelo Padrão Langrangiano para a internet. Ele o derivou da Diagrammatica, uma referência de física teórica escrita por Martinus Veltman, ganhador de um prêmio Nobel. Na divulgação de Gutierrez dessa transcrição, ele notou um erro de sinal cometido em algum ponto da equação. Boa sorte para encontrá-lo!
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