O Bosão W e a radioactividade ao nível das partículas elementares

Olhando bem dentro dos átomos, até ao nível das partículas elementares, pode-se explicar o decaimento radioactivo através da interacção com um bosão W. Quando um protão (carga eléctrica +1 - em unidades de carga eléctrica do electrão) é transformado num neutrão (carga eléctrica 0), ou vice-versa, o que pensamos que realmente acontece é o seguinte: um quark u (carga eléctrica +2/3) num protão (=uud) transforma-se num quark d (carga eléctrica -1/3), transformando assim um protão num neutrão (=udd) e criando temporariamente um bosão W+ que se transforma imediatamente num positrão (e+) e num neutrino (νe). No outro processo de decaimento radioactivo, um neutrão que se transforma num protão, é um quark d que se transforma num quaró u, criando temporariamente um bosão W- que se transforma imediatamente num electrão (e-) e num anti-neutrino (νe).

Podem-se ilustrar estes processos usando os chamados diagramas de Feynman, que irá aprender mais tarde no Caminho do Z. Um diagrama de Feynman ilustra um processo em física de partículas. Uma linha direita cheia com uma seta representa uma partícula de matéria, uma linha ondulada representa uma partícula mediadora da interacção, e um vértice representa uma transformação. Pode pensar no tempo como fluindo da esquerda para a direita.

Este diagrama em particular mostra um neutrão (carga eléctrica nula), que na sequência do processo em que um quark d muda para quark u através de um Bosão W-, se transforma num protão (carga eléctrica +1). Simultaneamente o Bosão W- transforma-se num electrão (carga eléctrica -1) e um neutrino (carga eléctrica 0). Este processo é chamado Decaimento Beta. Como pode constatar, a carga eléctrica é conservada neste processo, como tinha que ser, pois a carga eléctrica é conservada em todos os processos na Natureza.

Para mais informação sobre o papel do Bosão W siga o Caminho do W.

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