De onde vem a matéria? Por Marcelo Geliser (4ª Parte)

Dr. Marcelo Gleiser, Professor associado de Física e Astronomia em Darthmouth, é o autor de "A Dança do Universo: dos mitos da criação ao Big Bang", que foi um best-seller em seu país, Brasil, e foi publicado em outubro de 1997 nos Estados Unidos.

À primeira vista, solucionar essa questão parece impossível. Como nós podemos entender o mecanismo que seleciona a existência de matéria mais favoravelmente que a anti-matéria durante os estágios iniciais de evolução do universo? Em 1968, Andrei Sakharov, mais conhecido por ser o pai da bomba soviética, propôs uma receita para gerar mais matéria que anti-matéria em um universo em expansão.

Ele sugeriu que três condições devem ser satisfeitas para que seja produzida matéria em excesso. Primeiro, deve haver uma forma de criar tanto mais matéria do tipo que são importantes para nós, isso é, o tipo que faz os átomos serem como são. Então deve haver um mecanismo para que ocorra a criação de mais matéria do que anti-matéria. E finalmente, uma vez tendo-se um excesso de partículas de matéria sobre suas contraparte de anti-matéria, nós devemos estar certos de que esse excesso não seja apagado quando o universo continuar expandindo.

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De onde vem a matéria? Por Marcelo Geliser (3ª Parte)

Dr. Marcelo Gleiser, Professor associado de Física e Astronomia em Darthmouth, é o autor de "A Dança do Universo: dos mitos da criação ao Big Bang", que foi um best-seller em seu país, Brasil, e foi publicado em outubro de 1997 nos Estados Unidos.


Como qualquer explicação científica, nós precisamos de alguns "ingredientes básicos", um mínimo de conhecimento a partir do qual construimos nossos modelos. O primeiro ingrediente que precisamos é o modelo do Big Bang da Cosmologia. De acordo com esse modelo, uma reduzida fração de segundo após o 'início', muitos tipos de partículas e suas anti-partículas, em quantidades iguais, vagavam e colidiam entre si, imersas em um enorme calor, na sopa cósmica primitiva.



Nessa quente fornalha cósmica, muitos diferentes tipos de partículas formam 'cozinhados', não necessariamente os familiares quarks (os constituintes de prótons e nêutros) ou elétrons. À medida que o universo expandia-se e resfriava-se, um certo tipo de mecanismo de seleção não apenas tendia à criação de quarks e elétrons sobre os outros tipos de partículas, mas também gerava um número excessivo de matéria sobre anti-matéria. Sobrevivendo a aniquilação com sua primas anti-matéria, essas partículas excedentes organizaram-se em estruturas mais complexas, até eventualmente tornarem-se átomos, em maioria hidrogênio, que foram formados no universo quando ele tinha quase 300.000 anos de idade. Esse mistério, então, consiste em entender que tipo de física poderia ter gerado essa tendência de favorecer a matéria.

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De onde vem a matéria? Por Marcelo Geliser (2ª Parte)

Dr. Marcelo Gleiser, Professor associado de Física e Astronomia em Darthmouth, é o autor de "A Dança do Universo: dos mitos da criação ao Big Bang", que foi um best-seller em seu país, Brasil, e foi publicado em outubro de 1997 nos Estados Unidos.

Assim, o negativamente carregado elétron possui seu "anti-elétron", chamado pósitron, o que é carregado positivamente; o próton possui seu anti-próton, e desse modo se segue. Agora segue a parte interessante. De acordo com as leis da física de partículas, matéria e antimatéria deveriam estar presentes no universo em quantidades iguais. Porém, até agora, nossas amplas observações apontam para que, ao menos no grande volume que nos circunda e estende-se além de nossa galáxia, há muito mais matéria que antimatéria.

Quando partículas colidem com suas anti-partículas, os efeitos são devastadores; ambos são desintegrados em radiação eletromagnética, sua energia é levada por nêutrons e partículas chamadas fótons. Em outras palavras, se há tanta matéria quanto antimatéria no universo, nós não poderíamos estar aqui para perguntar nossas grandes questões. O universo é, de certa forma, não balanceado, tendendo no sentido da existência de mais matéria do que antimatéria. Um dos maiores desafios da cosmologia moderna é revelar as raízes dessa imperfeição cósmica.

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De onde vem a matéria? Por Marcelo Geliser (1ª Parte)

Dr. Marcelo Gleiser, Professor associado de Física e Astronomia em Darthmouth, é o autor de "A Dança do Universo: dos mitos da criação ao Big Bang", que foi um best-seller em seu país, Brasil, e foi publicado em outubro de 1997 nos Estados Unidos.

É dito que, e corretamente até então, que a cosmologia é um ramo da física que pergunta as maiores questões. Depois de tudo, poucas questões dentro da ciência podem ter um impacto tão grande quanto: "De onde veio o universo?" ou "Qual é o destino do universo?" ou "De onde veio a matéria que somos feitos?".
Mas talvez mais excitante do que perguntar essas questões é o justamente recente poder que nós temos em respondê-las, ao menos parcialmente, através do estudo racional da natureza.

A maioria de nós aprende no ensino médio que a matéria é feita de átomos e que átomos são feitos de prótons, nêutrons e elétrons. O que nós não aprendemos usualmente na escola que cada partícula possui uma contraparte, uma "anti-partícula", que é essencialmente igual à uma partícula, porém com carga elétrica oposta.

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A Viagem no Tempo é Possível ? - Por Michio Kaku (7ª Parte - FINAL)

English: The current TARDIS seen at BBC TV Centre and taken by me Zir (talk) 23:04, 20 January 2009 (UTC) Please credit © zir.com if used outside of Wikipedia Category:Doctor Who images (Photo credit: Wikipedia)

Dr. Michio Kaku, Professor de Física Teórica na Universidade da Cidade de New York, sendo o autor de Visões: Como a Ciência irá Revolucionar o Século XXI e o best-seller Hiperespaço.

Devido a enorme quantidade de trabalho feito pelos físicos teóricos nos últimos cinco anos ou mais, Hawking mudou de ideia desde então, e agora acredita que a viagem do tempo é possível (apesar de não necessariamente prática). Além do mais, talvez nós simplesmente não somos tão interessantes para esses turistas do futuro. Qualquer um que possa usar o poder de uma estrela iria considerar-nos extremamente primitivos. Imagine seus amigos vindo através de um formigueiro. Eles iriam parar e curvarem-se para as formigas, entregando brinquedos, livros, medicamentos e poder? Ou simplesmente alguns de seus amigos iriam tem a estranha necessidade de pisar em algumas delas ?

Em conclusão, não vire as costas para alguém que bater a sua porta algum dia e dizer que é seu futuro tatara-tatara-tatara-neta. Ela pode estar falando a verdade.

Fonte: Stephen's Hawking Universe - Strange Stuff Explained (BBC/PBS)

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A Viagem no Tempo é Possível ? - Por Michio Kaku (6ª Parte)

Dr. Michio Kaku, Professor de Física Teórica na Universidade da Cidade de New York, sendo o autor de Visões: Como a Ciência irá Revolucionar o Século XXI e o best-seller Hiperespaço.

Há também o problema da estabilidade. O buraco negro rotativo de Kerr, por exemplo, pode ser instável se alguém cair através dele. Similarmente, efeitos quânticos podem construir e destruir um buraco de minhoca antes de entrar nele. Infelizmente, nossa matemática não é potente o suficiente para responder a questão da estabilidade, devido ser necessária uma 'teoria do tudo', a qual combina tanto as forças quânticas quanto a gravidade. No presente, a teoria das cordas é o candidato líder para ser tal teoria. (Na verdade, é o único candidato, ela realmente não possui rivais no geral. Mas a teoria das supercordas, que por acaso é minha especialidade, ainda é muito difícil de resolver completamente. A teoria é bem-definida, mas ninguém na Terra é inteligente o suficiente para resolvê-la.

De forma interessante, Stephen Hawking era opositor da ideia de viajar no tmepo. Ele mesmo argumentou que ele possuía uma evidência 'empírica' contra ela. Se a viagem no tmepo fosse possível, ele disse, então nós seríamos visitados por turistas do futuro. Nós não vemos turistas do futuro. Conclusão: viagem no tempo não é possível.


Fonte: Stephen's Hawking Universe - Strange Stuff Explained (BBC/PBS)

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A Viagem no Tempo é Possível ? - Por Michio Kaku (5ª Parte)

Dr. Michio Kaku, Professor de Física Teórica na Universidade da Cidade de New York, sendo o autor de Visões: Como a Ciência irá Revolucionar o Século XXI e o best-seller Hiperespaço.

Recentemente, tentativas de adicionar a teoria quântica à gravidade (e consequentemente criar uma "teoria do tudo") trouxe-nos uma visão sobre o problema do paradoxo.
Na teoria quântica, nós podemos observar múltiplos estados de um objeto. Por exemplo, um elétron pode existir simultaneamente em diferentes órbitas (um fato responsável por fornecer-nos as leis da química). Similarmente, o famoso gato de Schröndinger pode existir simultaneamente em dois possíveis estados: vivo ou morto. Então se formos ao passado e alterar o passado, podemos meramente criar um universo paralelo. Então nós estamos alterando o passado de outra pessoa quando salvamos, por exemplo, Abraham Lincoln de ser assassinado no Teatro Ford, mas nosso Lincoln continuaria morto. Dessa forma, o rio do tempo separa-se em dois rios. Mas isso não significa que seremos capazes de saltar na máquina de H.G. Wells, girar os controles, e avançar vários milhares de anos no futuro para uma Inglaterra qualquer ?
Não, ou ao menos, não agora. Existem diversos obstáculos difíceis para superar. Primeiro, o maior problema é a energia. De mesma forma que um carro precisa de gasolina, uma máquina exige uma quantidade fabulosa de energia. Nós poderíamos aproveitar a energia de uma estrela, ou encontrar algo chamado 'matéria exótica' (a qual cai para cima, ao invés de para baixo) ou encontrar uma fonte de energia negativa (físicos consideram que a energia negativa seja impossível. Entretanto, pequenas quantidades de energia negativa foram verificadas experimentalmente para algo chamado efeito Casimir, isto é, energia criada por duas placas paralelas). Todos esses são difíceis de obter-se em grandes quantidades, ao menos pelos próximos séculos.

Fonte: Stephen's Hawking Universe - Strange Stuff Explained (BBC/PBS)

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A Viagem no Tempo é Possível ? - Por Michio Kaku (4ª Parte)

Dr. Michio Kaku, Professor de Física Teórica na Universidade da Cidade de New York, sendo o autor de Visões: Como a Ciência irá Revolucionar o Século XXI e o best-seller Hiperespaço.

O anel, por sua vez, age como um espelho de Alice. Qualquer um andando através do anel poderia não morrer, mas poderia passar através do anel para ir a um universo paralelo. Desde então, centenas de outros 'buracos de verme' surgiram como soluções para as equações de Einstein. Esses buracos de verme (ou minhoca) conectavam não apenas duas regiões do espaço (por isso o nome) mas também duas regiões do tempo. Em princípio, poderia ser usados como máquinas do tempo.

O "rio do tempo" agora possuia redemoinhos nos quais o tempo poderia revolver-se em um círculo. A solução de Gödel foi criativa: Ele postulou que um universo preenchido com tempo que fluisse como fluido circulando. Qualquer um andando sobre aquela direção da rotação poderia encontrar-se no ponto de início, mas no passado.
Em suas memórias, Einstein escreveu que ele estava perturbado com suas equações contendo soluções que permitissem viagem no tempo. Mas ele finalmente concluiu que se o universo não tivesse esse tipo de rotação, ele expandiria (como na teoria do Big Bang) e consequentemente, a solução de Gödel poderia ser descartada por razões físicas. (Aparentemente, se o Big Bang fosse rotacional, então a viagem no tempo poderia ser possível através de todo o universo!)
Então, em 1963, Roy Kerr, um matemático neo-zelandês, descobriu uma solução nas equações de Einstein para um buraco negro em rotação, o qual possuia bizarras características. Esse buraco negro poderia não entrar em colapso em um ponto (como antes pensado), mas iria rodar em um anel (de neutrons). O anel poderia estar circulando tão rápido que a força centrífiga poderia mander o anel contra a força gravitacional tentando colapsá-lo.



Fonte: Stephen's Hawking Universe - Strange Stuff Explained (BBC/PBS)

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A Viagem no Tempo é Possível ? - Por Michio Kaku (3ª Parte)

Dr. Michio Kaku, Professor de Física Teórica na Universidade da Cidade de New York, sendo o autor de Visões: Como a Ciência irá Revolucionar o Século XXI e o best-seller Hiperespaço.

Não surpreendente, a viagem no tempo tem sido considerada impossível. Além disso, Newton acreditava que o tempo era como uma flecha; uma vez lançado, seguia um caminho em linha reta, sem desvios. Um segundo na Terra era um segundo em Marte. Relógios sobre todo o universo seguiam o mesmo ritmo.

Einstein trouxe-nos uma ideia mais radical. De acordo com Einstein, o tempo era como um rio, o qual circundava estrelas e galáxias, aumentando sua velocidade de fluxo ou a reduzindo quando passava por objetos mais massivos. Um segundo na Terra não era um segundo em Marte. Relógios através do universo seguiam seu próprio ritmo.


Entretando, antes de Einstein morrer, ele foi confrontado com um problema embarassante. O vizinho de Einstein em Princeton, Kurt Gödel, talvez o maior matemático (da área da lógica) dos últimos 500 anos, descobriu uma nova solução para as equações de Einstein que permitiam viajar no tempo!

Fonte: Stephen's Hawking Universe - Strange Stuff Explained (BBC/PBS)

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A Viagem no Tempo é Possível ? - Por Michio Kaku (2ª Parte)

Dr. Michio Kaku, Professor de Física Teórica na Universidade da Cidade de New York, sendo o autor de Visões: Como a Ciência irá Revolucionar o Século XXI e o best-seller Hiperespaço.

Há também o paradoxo do homem que também é sua própria mãe (minhas desculpas ao escritor de ficção científica Robert Heinlein).

Jane é deixada no orfanato como uma criança abandonada. Quando Jane é uma adolescente, ela apaixona-se por um viajante, que a abandona e a deixa grávida. Ocorre um desastre, ela quase morre, porém dá a luz a uma criança, que é misteriosamente sequestrada. Os médicos acham que Jane está sangrando gravemente, porém, estranhamente, ela era possuia ambos orgãos sexuais. Então, para salvar sua vida, os médicos convertem Jane em Jim.

Jim, subsequentemente, torna-se um bêbado vagante, até que conhece um amigável bartender (que na verdade é um viajante do tempo disfarçado) que manda Jim de volta para o passado. Jim conhece uma bela adolescente, e acidentalmente, a engravida. Fora de culpa, ele sequestra a criança, uma garota, e a deixa em um orfanato. Depois, Jim junta-se ao grupo de viajantes do tempo, levando uma vida disfarçado, e tem um último sonho: disfarçar-se de bartender para ver um certo bêbado chamado Jim, no passado. Então ele é a mãe de Jane, pai, irmão, irmã, avô, avó e neto/neta ?

Fonte: Stephen's Hawking Universe - Strange Stuff Explained (BBC/PBS)

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A Viagem no Tempo é Possível ? - Por Michio Kaku (1ª Parte)

Dr. Michio Kaku, Professor de Física Teórica na Universidade da Cidade de New York, sendo o autor de Visões: Como a Ciência irá Revolucionar o Século XXI e o best-seller Hiperespaço.

No romance de H.G. Wells, A Máquina do Tempo, nosso protagonista saltou em uma cadeira especial com luzes piscando, ajustou alguns mostradores, e encontrou-se atirado várias centenas de milhares de anos no futuro, onde a Inglaterra já havia desaparecido há muito, e agora era habitada por criaturas estranhas, os Morlocks e os Eloi.
Isso pode ter sido transformado em grande ficção, porém físicos sempre estiveram zombando da ideia de viagem no tempo, considerando isso como um reino de excêntricos, místicos e charlatões, e com uma boa razão. Entretanto, grandes e notáveis avanços na gravidade quântica tem revivido a teoria; viagem no tempo tem tornado-se um jogo justo para físicos teóricos escrevendo nas páginas da revista PHISICAL REVIEW.
Um problema atrelado à viagem no tempo é o enigma sobre diferentes tipos de paradoxos. Por exemplo, há o paradoxo do homem sem pais: O que ocorreria quando você volta antes no tempo e mata seus pais antes que você nascesse? Se seus pais morreram antes de você nascer, como eles poderiam ter tido você que iria matá-los, em primeiro lugar?
Também há o paradoxo do homem sem passado. Por exemplo, digamos que um jovem inventor está futilmente tentando construir uma máquina do tempo em sua garagem. Repentinamente, um ancião aparece do nada e fornece o segredo para construção da máquina do tempo. O jovem inventor então torna-se imensamente rico com ações no mercado, corridas e eventos esportivos por saber o futuro. Então, quando envelhecer, ele decido fazer sua última viagem de volta ao passado e entrega o segredo da máquina do tempo ao seu eu mais jovem. De onde veio a ideia da máquina do tempo?

Fonte: Stephen's Hawking Universe - Strange Stuff Explained (BBC/PBS)

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O Princípio da Incerteza

(http://www.wikipremed.com/01physicscards.php?card=950)

No coração da mecânica quântica, a teoria matemática da estrutura e comportamento dos átomoa, reside um certo grau de imprevisibilidade. Inicialmente enunciado pelo físico alemão Werner Heisenberg, o princípio da incerteza diz que não é possível prever simultaneamente a posição e velocidade de uma partícula com acurácia perfeita. Isso significa que ninguém pode prever precisamente o comportamento futuro de uma partícula porque é impossível medir o estado atual da partícula com precisão.
O princípio da incerteza não é apenas uma afirmação de que os cientistas não possuem um equipamento adequado para fazer as medidas: ao contrário, o processo de realizar a medição altera essas grandezas. O princípio da incerteza implica que o espaço nunca é verdadeiramente vazio. Na realidade, o vácuo quântico é preenchido por partículas e anti-partículas que brevemente aparecem e desaparecem da mesma forma rápida que surgiram.

Fonte: Stephen's Hawking Universe - Strange Stuff Explained (BBC/PBS)

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Antimatéria

Pósitrons aniquilam suas contrapartes normais, elétrons,
próximo ao centro da Via Lactea, e uma grande núvem que
extende-se milhares de anos-luz sobre o centro.
A aniquilação cria raios gama de alta energia,
como pode ser visto na imagem.

Todo tipo de partícula no universo possui uma anti-partícula correspondente, possuindo uma carga antagônica. A antipartícula do negativamente carregado elétron possui uma carga positiva e é denomidado de pósitron, enquando as antipartículas do próton e nêutron são o anti-próton e anti-nêutron, respectivamente. O antipróton possui uma carga negativa (em oposição à carga positiva do próton), e o anti-nêutron é neutro, uma vez que a carga oposta de uma partícula neutra (sem carga) também é neutra. Predito em 1928 pelo físico Paul Dirac, anti-partículas foram detectadas pela primeira vez em 1932.

O Universo primordial possuia quantidades equivalentes de matéria e anti-matéria, com uma pequena vantagem em quantidade de matéria - algo em torno de uma partícula extra para cada 100 milhões de fótons e pares de partículas/anti-partículas. Devido a matéria e antimatéria aniquilarem-se quando entram em contato, gerando uma explosão de radiação eletromagnética (energia na forma de partículas denominadas de fótons, a luz visível é um tipo de radiação eletromagnética), o Universo que vemos atualmente é dominado pela matéria extra que não encontrou a anti-matéria para aniquilá-la.


Fonte: Stephen's Hawking Universe - Strange Stuff Explained (BBC/PBS)

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Raios Cósmicos

A Terra é continuamento bombardeada por partículas de alta energia que surgem de além do sistema solar. Esses raios cósmicos, como são conhecidos, tipicamente viajam à velocidades de 90 a 99 porcento da pertencente à luz. Prótons constituem a vasta maioria dos raios cósmicos, entretanto, o núcleo e hélio e elementos mais pesados respondem por quase 10% e uma pequena porcentagem pertence à elétrons e pósitrons. Astrônomos suspeitam que a maior parte dessas partículas formem-se nas explosões de supernovas, que explodem-nas para todos os cantos da galáxia.
Quando raios cósmicos atingem a terra, elas colidem com núcleos de átomos na atmosfera, aumentando a quantidade de partículas secundárias. Essas, eventualmente, alcançam a superfície da Terra. Esse é um dos motivos para os físicos protegerem seus detectores por meio do isolamento no profundo subsolo.


Fonte: Stephen's Hawking Universe - Strange Stuff Explained (BBC/PBS)

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Radioatividade

Antoine Henri Becquerel - Em 1895
descobriu acidentalmente uma nova
propriedade da matéria que,
posteriormente, denominou de
radiatividade. Ao colocar sais de urânio
sobre uma placa fotográfica em local
escuro, verificou que a placa enegrecia.
Os sais de urânio emitiam uma
radiação capaz de atravessar
papéis negros e outras
substâncias opacas a luz.
(WIKIPEDIA)

Um momento chave da busca científica para compreender a estrutura da matéria veio quando foi percebido que nem todos os elementos eram estáveis. O núcleo de vários elementos pesados - urânio, rádio e plutônio, para nomear alguns - são instáveis, espontaneamente decaem em outros núcleos e liberam energia no processo. Essa radioatividade pode ocorrer de três formas: decaimento alfa, decaimento beta e decaimento gama. No primeiro, uma partícula alfa (núcleo de hélio, consistindo de dois prótons e dois nêutrons) é lançada para fora do núcleo em alta velocidade. No segundo, uma partícula beta energizada (um elétrons ou sua antipartícula, o pósitron) é emitida. E da terceira forma, usualmente de imediato após um decaimento alfa ou beta, um fóton de raio gama de alta energia é irradiado do núcleo. A quantidade de energia liberada no decaimento radioativo depende em diferenças de massa entre os núcleos original e final multiplicada pela velocidade da luz ao quadrado, como expresso pela famosa equação de Einstein E=mc².

Fonte: Stephen's Hawking Universe - Strange Stuff Explained (BBC/PBS)

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Neutrinos

Com um coringa no debate debate sobre a matéria escura, os neutrinos possuem grande vantagem. Astrônomos sabem que eles existem pelo volume (carga) que ocupam. De forma rude, um bilhão de neutrinos existem no universo para cada próton ou elétron, então eles podem adicionar uma grande quantidade de massa a matéria escura total. Mas os neutrinos também possuem desvantagem: ninguém sabe se de fato, possuem alguma massa. Quando foram postulados pela primeira vez, pelo físico austríaco Wolfgang Pauli, na década de 1930 para explicar a energia desprendida pelo decaimento beta, neutrinos foram pensados como sem massa e capazes de viajar na velocidade da luz. Alguns experimentos, entretanto, parecem indicar que os neutrinos possuem uma massa mínima (milhões de vezes menor que um próton) e move-se quase na velocidade da luz. Se neutrinos possuem mesmo que seja uma quase nula massa, eles são tão numerosos que fazem uma grande fração da matéria escura.

Fonte: Stephen's Hawking Universe - Strange Stuff Explained (BBC/PBS)

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O Gato de SCHRÖDINGER

A mecânica quântica, a melhor teoria que temos para descrever o mundo atômico e subatômico, traz algumas descrições extraordinárias da natureza. Um exemplo é o princípio da incerteza, no qual diz-se que a velocidade e a posição da partícula (seu estado, no jargão de um físico) não podem ser medidas com precisão ilimitada. Uma ideia relacionada é que o estado de uma partícula não pode ser conhecido precisamente até que a partícula seja observada; em outras palavras, cada e toda partícula possui uma probabilidade de estar em qualquer estado. Ela não existe em um estado particular até que o experimento a observe.
       O físico austríaco Erwin Schödinger, um dos fundadores da mecânica quântica, pensou em um paradoxo para demonstrar que a mecânica quântica não se aplica a grandes, tangíveis objetos. Ele imaginou um cato trancado em uma câmara de aço com uma pequena quantidade de material radioativo, um contador Geiger, e um diabólico mecanismo projetado para, se o contador Geiger detectar decaimento radioativo, ativar um machado que quebraria um frasco de ácido e envenenaria o gato. Seria necessário apenas que um átomo decaísse para matar o gato, mas se um átomo decai ou não é governado pela probabilidade. Aplicando-se as regras da mecânica quântica ao sistema, indica que o gato não está vivo ou morto até que um humano observa-se a câmara. Schrödinger argumentou que essa era uma forma sem sentido e apenas exemplar de aplicar a mecânica quântica a situações em que ela não se aplica. Ainda, poucos físicos defendem a ideia que o gato sequer existe (ou deixa de existir) até que ele seja observado.

Fonte: Stephen's Hawking Universe - Strange Stuff Explained (BBC/PBS)

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Quarks

Os menores blocos de matéria ? Quarks aparecem
em seis tipos nomeados arbitrariamente
(up, down, strange, charmed, top, e bottom).
Prótons, por exemplo, são feitos por dois up e um
down, enquanto dois down  e um up formam um nêutron.

Por séculos, cientistas pensaram que átomos eram os menores constintuintes da matéria (de fato, a palavra átomo origina-se do grego atomos, significando indivisível). Somente no último século os físicos perceberam que átomos eram compostos por partículas menores: prótons, elétrons e nêutrons. E com o passar do tempo, eles pensaram que essas eram as unidades fundamentais da matéria.
       Na década de 1960, entretanto, experimentos começaram a mostrar estrutura interna de prótons e nêutrons como sendo compostas por partículas ainda menores. Denominados de "quarks" pelo físico Murray Gell-Mann depois de uma linha de FINNEGAN'S WAKE de James Joyce, essas partículas vieram em seis tipos chamados up, down, strange, charmed, top, e bottom. Um próton consiste de dois up e um down, enquanto um nêutron de dois down e um up. A combinação de quarks permite ainda outras partículas, apesar da maioria ser instável e decair rapidamente para prótons ou nêutrons. O universo primordial, provavelmente, pareceria uma densa sopa de quarks e anti-quarks.

Fonte: Stephen's Hawking Universe - Strange Stuff Explained (BBC/PBS)

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