Quarks têm carga elétrica fracionária, (+2/3) para alguns tipos e (-1/3) para outros, mas nunca foram detectados livres, estão sempre confinados nos hádrons. Além disso, as combinaçöes possíveis de quarks e antiquarks para formar hádrons são tais que a carga da partícula resultante é sempre um múltiplo inteiro de carga elétrica (e) do elétron. Quer dizer, o quantum da carga elétrica continua sendo a carga do elétron (e) mesmo que os quarks tenham carga fracionária.
Disponivel em: <https://www,if,ufrgs,br/ moreira/quarks,pd>>, Acesso em:7 jul. 2024.
Considere a existência de seis tipos de quarks:
Quark up (u);
Quark down (d);
Quark charm ©;
Quark estranho (s);
Quark bottom (b);
Quark top (t).
Sabendo que apenas dois tipos são constituintes das partículas nucleares de um átomo, assinale a opção que apresenta a composição correta de um próton e de um nêutron:
(A) próton: c, u u u / nêutron: u, c, c.
(B) próton: u, u, d / nêutron: d, d, u.
© próton: b, b, t / nêutron:
.
(D) próton: c, s, s / nêutron: s, c, c.
(E) próton: u, d, d / nêutron: d, u, u.
Disponivel em: <https://www,if,ufrgs,br/ moreira/quarks,pd>>, Acesso em:7 jul. 2024.
Considere a existência de seis tipos de quarks:
Quark up (u);
Quark down (d);
Quark charm ©;
Quark estranho (s);
Quark bottom (b);
Quark top (t).
Sabendo que apenas dois tipos são constituintes das partículas nucleares de um átomo, assinale a opção que apresenta a composição correta de um próton e de um nêutron:
(A) próton: c, u u u / nêutron: u, c, c.
(B) próton: u, u, d / nêutron: d, d, u.
© próton: b, b, t / nêutron:
(D) próton: c, s, s / nêutron: s, c, c.
(E) próton: u, d, d / nêutron: d, u, u.
Passo 1
Beleza, vamos dar uma olhada nesse problema juntos! A questão fala sobre quarks, que são partículas bem fundamentais na construção dos prótons e nêutrons, os componentes do núcleo de um átomo. Nosso objetivo aqui é identificar qual das opções apresenta a combinação correta de quarks para formar um próton e um nêutron, levando em conta as cargas elétricas fracionárias dos quarks e que a carga final das partículas nucleares deve ser um número inteiro múltiplo da carga do elétron (
).
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que existem seis tipos de quarks: up (u), down (d), charm ©, estranho (s), bottom (b) e top (t). Porém, a questão menciona que apenas dois desses tipos são usados para formar as partículas nucleares, ou seja, prótons e nêutrons. Esses dois quarks são o up (u) e o down (d).
Passo 3
Agora, vamos relembrar as cargas elétricas desses quarks:
- Quark up (u): Tem uma carga de
- Quark down (d): Tem uma carga de
Essas cargas são fracionárias, mas quando combinamos três quarks, a soma das cargas deve resultar em uma carga inteira (como os prótons têm carga
e os nêutrons têm carga
).
Passo 4
Vamos verificar as opções oferecidas e calcular a carga total para cada combinação de quarks:
Opção A:
- Próton: c, u, u, u
- Carga total: (não se aplica porque além do quark u, tem quarks charm que não são usados nos prótons)
- Nêutron: u, c, c
- Carga total: idem acima
Opção B:
- Próton: u, u, d
- Carga total:
- Carga total:
- Nêutron: d, d, u
- Carga total:
- Carga total:
Opção C:
- Próton: b, b, t
- Carga total: (quarks bottom e top não são usados nos prótons)
- Nêutron: t, t, b
- Carga total: idem acima
Opção D:
- Próton: c, s, s
- Carga total: (quarks charm e estranho não são usados nos prótons)
- Nêutron: s, c, c
- Carga total: idem acima
Opção E:
- Próton: u, d, d
- Carga total:
(Errado, pois prótons têm carga )
- Carga total:
- Nêutron: d, u, u
- Carga total:
(Errado, nêutrons são neutros)
- Carga total:
Passo 5
Analisando as cargas calculadas, vemos que apenas a Opção B resulta nas cargas corretas para o próton (
) e para o nêutron (
). As demais opções ou utilizam quarks que não são usados normalmente nos prótons e nêutrons ou resultam em cargas incorretas.
Resposta
A alternativa correta é a (B): próton é formado por dois quarks up (u, u) e um quark down (d), e nêutron é formado por dois quarks down (d, d) e um quark up (u).
Exercícios relacionados
O que é uma antena?
Ao sobrepor ondas, como as funções de onda são combinadas?
Em termos da constante elétrica
e da constante magnética
, qual é a velocidade de um pulso de onda eletromagnética viajando no vácuo e viajando através de um dielétrico?
Num dia ensolarado, certa localidade, ao nível do mar, apresenta temperatura ambiente de
e pressão atmosférica de 1,0 atm. Nestas condições, a densidade
do ar vale . De acordo com estes dados, determine o valor aproximado da pressão atmosférica em um ponto situado a 5 km de altitude (acima da referida localidade).
do ar vale