Acreditava-se que o próton e o nêutron eram partículas elementares (indivisíveis). Em 1964, o físico norteamericano Gell-Mann previu que eles são formados por outras partículas determinadas quarks. Há 6 tipos de quarks, mas para a formação do próton e do nêutron interessam apenas 2 tipos: o quark up, com uma carga positiva, de módulo igual a
do módulo da carga do elétron (portanto, com uma carga
e) e o quark down com uma carga negativa, de módulo igual a
do módulo da carga do elétron (portanto, com uma carga
.
Assinale a opção que indica, corretamente, como são formados o próton e o nêutron.
b) próton: 1 quark up e 2 quarks down e nêutron: 2 quarks up e 1 quark down.
c) próton: 2 quarks up e 1 quark down e nêutron: 1 quark up e 2 quarks down.
d) próton: 2 quarks up e 1 quark down e nêutron: 2 quarks up e 1 quark down.
e) próton: 2 quarks up e 2 quark down e nêutron: 1 quark up e 2 quarks down.
f) próton: 1 quark up e 1 quark down e nêutron: 2 quarks up e 1 quark down.
Assinale a opção que indica, corretamente, como são formados o próton e o nêutron.
b) próton: 1 quark up e 2 quarks down e nêutron: 2 quarks up e 1 quark down.
c) próton: 2 quarks up e 1 quark down e nêutron: 1 quark up e 2 quarks down.
d) próton: 2 quarks up e 1 quark down e nêutron: 2 quarks up e 1 quark down.
e) próton: 2 quarks up e 2 quark down e nêutron: 1 quark up e 2 quarks down.
f) próton: 1 quark up e 1 quark down e nêutron: 2 quarks up e 1 quark down.
Passo 1
Vamos dar uma olhada no que a questão está pedindo. A gente precisa entender como prótons e nêutrons são formados a partir de partículas menores chamadas quarks. O conteúdo envolve partículas subatômicas e suas cargas elétricas. Para resolver, vamos lembrar quantos quarks de cada tipo (up e down) formam cada um desses núcleos.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar as cargas dos quarks:
- Quark up (u): Carga
- Quark down (d): Carga
Aqui,
representa a carga do elétron.
Passo 3
Sabemos que:
- Próton tem uma carga positiva total de
- Nêutron é eletricamente neutro, com carga total de
Vamos usar essas informações para descobrir a combinação correta de quarks.
Passo 4
Vamos começar com o próton. Precisamos que a soma das cargas dos quarks seja
.
Considerando as opções:
- Opção c): 2 quarks up e 1 quark down
Isso bate certinho com a carga do próton.
Passo 5
Agora, vamos verificar o nêutron na mesma opção c). A soma das cargas deve ser
.
- Opção c): 1 quark up e 2 quarks down
Isso confirma que o nêutron não tem carga, como esperado.
Resposta
A opção correta é a c) próton: 2 quarks up e 1 quark down e nêutron: 1 quark up e 2 quarks down.