As cebolas (geralmente abreviadas para π) são um tipo de méson, que são partículas subatômicas feitas de uma combinação de quarks e antiquarks. Como os antiquarks são antimatéria, eles aniquilarão o mesmo tipo (conhecido como um sabor) de quark se se aproximarem dele. No entanto, esta reação não é instantânea, e assim Pion, como todos os mésons, pode existir por um curto período de tempo. O que torna as cebolas diferentes dos outros mésons é que elas são feitas de um quark para cima e um quark para baixo, qualquer um dos quais pode ser a antipartícula. As cebolas são significativas na ciência porque são consideradas responsáveis pelas fortes interações de força que ocorrem entre os núcleons (prótons ou nêutrons).
As cebolas
Três tipos de cebolas
Há três tipos de Pions: π+, π-, e π0. O +, -, ou 0 em cima do π refere-se simplesmente à carga do pioneiro. π+ são feitos de um quark acima e um antiquark abaixo. π- são feitos de um quark abaixo e um antiquark acima. Como as antipartículas têm a carga oposta, um π+ é positivo porque um quark acima tem uma carga de +2/3, e um antiquark abaixo (os quarks abaixo normais têm uma carga de -1/3) tem uma carga de +1/3. A declaração inversa se aplica a π-. π0 pode ser formado com um quark acima e um antiquark acima, ou um quark abaixo e um antiquark abaixo.
Transportadores de força
Os transportadores de força são partículas responsáveis por forças, tais como o eletromagnetismo. Como se acredita que os fótons são responsáveis pela força eletromagnética, acredita-se que os mésons são responsáveis por algumas das interações de força de menor energia que ocorrem entre os núcleons. (Força forte também é conhecida como força nuclear). Em um nível ainda menor, acredita-se que os gluons sejam responsáveis pelas fortes interações de força entre quarks. Entretanto, por serem feitos dos quarks mais leves (para cima e para baixo), os pions são os mésons mais leves. Isto significa que (com exceção do π0) eles também são alguns dos més mais longos de vida. No entanto, como todos os mésons, eles acabarão se decompondo, ou se quebrando.
Decadência do pion
A decomposição do íon sempre produzirá leptões, como os elétrons. π+ normalmente se decompõem em um múon, e um neutrino de múon. π- normalmente se decomporá em um antimuon e um antineutrino muon. Os pioneiros neutros-π0- normalmente se decomporão em dois fótons altamente energizados.
Outras formas de decadência do Pion
Entretanto, há alguma probabilidade (de <,1% a 1,2%) envolvida com a decadência de algumas cebolas, uma vez que elas também podem decair em diferentes formas. Para π+, o segundo produto mais provável de decaimento é um positron (um anti-eletrônico) e um neutrino de elétrons. π- às vezes se decomporá em um elétron e um antineutrino de elétrons. π0 às vezes se decomporá em um fóton altamente energizado, um elétron e um positron. (Tenha em mente que positrões e elétrons podem aniquilar um ao outro, e esta aniquilação produz um fóton altamente energizado).
Decadência devido à Força Fraca
Como a decadência das cebolas se deve à força fraca, é introduzido mais um transportador de força. Durante a decadência, é criado um bósonW+, que dura de 3x10-25 segundos. Após este tempo incrivelmente curto, o bóson W+ se decompõe nos leptões para os quais o pioneiro naturalmente se decomporia. Entretanto, é importante fazer esta distinção, pois ela inclui força fraca.
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Perguntas e Respostas
P: O que é um pioneiro?
R: Um pioneiro é um méson, que é uma partícula subatómica feita de um quark e de um antiquário.
P: Quantos tipos de quarks existem?
R: Existem seis tipos de quarks (chamados sabores).
P: Que dois sabores se juntam para fazer um pioneiro?
R: Os dois sabores que vão juntos para fazer um pioneiro são chamados de "para cima e para baixo".
P: A carga do pioneiro depende do tipo de quarks que ele contém?
R: Sim, a carga do pioneiro depende do tipo de quarks que ele contém. Quando dois quarks têm sabores diferentes (para cima e para baixo), o pioneiro terá uma carga. Esta carga é positiva quando um quark para cima se junta com um antiquark para baixo e negativa quando um quark para baixo se junta com um antiquark para cima.
P: Por quanto tempo existem piões carregados?
R: As cebolas carregadas existem por cerca de 26 nanossegundos em média. As cebolas neutras duram apenas uma pequena fracção deste tempo.
P: Porque é que as cebolas são significativas para as nossas vidas?
R: As cebolas são significativas para as nossas vidas porque são uma das formas de interacção de forças fortes entre núcleos como prótons e neutrões na matéria comum, que mantêm o núcleo unido.
P: O que faz com que os mésons carregados ou neutros tenham uma vida útil média mais longa?
R: Os mésons carregados ou neutros com maior duração média de vida são aqueles compostos por partículas carregadas positivas ou negativas chamadas hadrons (partículas compostas por quarks).