O que são quarks? Joyce escreveu sobre as partículas mistério que a Física provou

O pai dos quarks morreu no domingo, aos 89 anos. Mas, para Carlos Fiolhais, Gell-Mann é imortal, pela teoria que abriu um novo paradigma da Física. Afinal, o que são quarks? "Nunca se viu um quark sozinho."

"Se hoje perguntarem de que é que o mundo é feito, nós temos de dizer que as partículas básicas são os quarks, que, tanto quanto sabemos, não são feitos de mais nada." Esta foi a contribuição fundamental de Murray Gell-Mann, físico norte-americano do século XX e Nobel da Física em 1969, como conta o físico Carlos Fiolhais, em entrevista à TSF.

Do pequeno ao complexo, Gell-Mann, que morreu no domingo, aos 89 anos, descreveu uma nova constituição do universo, ao mesmo tempo que previu formas inimaginadas de associação de partículas. "O quark e o jaguar", livro que publicou, ajuda a compreender o seu fascínio pela selva de aparente desordem que é o mundo, mas que conseguiu descrever. "O mundo, apesar de toda a sua complexidade, é simples na sua essência", assinala Carlos Fiolhais.

Partículas mistério que não foram vistas isoladamente

O físico e professor universitário português descreve os quarks como "as partículas pesadas de que tudo é feito".Tudo no mundo é feito de quarks, eletrões e neutrinos, sabe-se hoje.

As partículas de que tanto se fala e que vieram revolucionar a leitura do universo "estão no interior do núcleo atómico, que está presente em todos os átomos, e que contém neutrões e protões. Esses, por sua vez, são feitos de três quarks cada um", explica Carlos Fiolhais.

Murray Gell-Mann foi buscar este nome à literatura, ao livro "Finnegans Wake", de James Joyce. que "brincava muito com as palavras e escreveu: 'Three [três] quarks for Muster Mark'." E três era mesmo o número mágico, o algarismo perfeito para os chineses, a conta que o núcleo também fez. "Como eram três [os quarks a que James Joyce dedicou as suas palavras], e como o protão tem três quarks e o neutrão tem três quarks", pareceu natural a um também apaixonado por linguística a adoção desta nomenclatura.

Com a descoberta destes novos elementos ficou claro que "os protões e os neutrões não eram elementares, que eram feitos desses blocos constituintes", o que foi fundamental para a Física, assente na descrição do mundo até à sua unidade mais básica.

Na base da composição química, há então três constituintes primordiais: os quarks, os eletrões, partículas mais leves e de carga negativa, e, finalmente, "umas partículas vadias, muito rápidas e muito leves, chamadas neutrinos".

Apesar de o século XX ter sido prolífico em desenvolvimentos científicos, a prova de que os quarks existem mudou todos os paradigmas. "No século XX, depois da Grande Guerra, a Física nuclear desenvolveu-se muito, em reatores e aceleradores nucleares. Foram encontradas muitas partículas novas. Pensava-se que havia uma variedade nova", lembra o físico português.

No entanto, Murray Gell-Mann acrescentou às perguntas uma resposta: "Ele explicou que eram diferentes, mas eram diversas combinações daqueles três quarks fundamentais." Hoje, no entanto, sabe-se que são seis. "Depois, acabámos por descobrir que havia mais: há mais três quarks, num total de seis, agrupados em três famílias, um par para cada família", sublinha Fiolhais.

Três a três, com pontes invisíveis entre eles. A verdade é que nunca se viu um quark isolado. "Nunca se viu um quark sozinho, é como se estivessem amarrados. Lá dentro não são escravos acorrentados, mas livres e próximos uns dos outros", nota Carlos Fiolhais, ao mesmo tempo que aponta um dos grandes mistérios da Física atual. Por que é que os três quarks que estão nos protões e neutrões não se separam? É possível dissolver os protões e neutrões até ser tudo "apenas uma sopa de quarks separados"?

"A pergunta persegue-nos: quais são os últimos constituintes? Serão mesmo os quarks?", questiona o professor universitário.

Gell-Mann, o pioneiro de uma teoria "consolidada"

Apesar dos mistérios que permanecem, como na ciência sempre acontece, o físico teórico norte-americano "desenvolveu uma teoria que está hoje consolidada, que é hoje ensinada nas escolas", frisa o admirador português.

"Quando se bombardeou protões e neutrões com eletrões, descobriu-se que os quarks estavam mesmo lá, que havia três grãos duros lá dentro." Além disso, o cientista "fez previsões e conseguiu adivinhar partículas novas, prevendo também a sua massa e a sua carga. Na máquina, procurou-se pelas partículas previstas por Gell-Mann e lá estavam elas", salienta Carlos Fiolhais.

Por isso, o investigador recebeu o Nobel da Física em 1969, seis anos depois da comprovação da nova ordem subatómica. "E ganhou-o sozinho", diz ainda o cientista luso.

O norte-americano desenhou ainda uma espécie de escala de partículas compostas por quarks, à semelhança da tabela periódica, para os elementos químicos. Para Carlos Fiolhais, a grande mensagem de Murray Gell-Mann é que "é possível ordenar um mundo aparentemente complicado".

Depois de ter aberto novas linhas de investigação, "depois de ter descoberto a simplicidade do mundo nuclear, [Gell-Mann] dedicou a segunda parte da vida a estudar a complexidade do mundo em que vivemos: a biologia, as ciências sociais, a linguística". Afinal, foram as palavras de Joyce que lhe deram a pista para batizar a maior descoberta da sua vida.

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