Quando os protões colidem
O potente acelerador LHC acelera e guia biliões de protões para colidir com outros biliões de protões. O objectivo deste trabalho é responder a questões fundamentais para compreender a Natureza. Mas o que se passa realmente quando os protões colidem?
Os protões são constituídos por quarks ligados por gluões, e numa colisão frontal entre dois protões, são os quarks e gluões constituintes que irão colidir.
A imagem abaixo mostra dois protões prestes a colidir. Dentro de cada protão pode ver um "mar" de quarks e gluões. Mas porquê é que são tantos? Não lhe disseram que um protão era constituído por 3 quarks (uud) ? Bem, na verdade nós dizemos que um protão é constituído por 3 quarks de valência, mas também por um "mar" de pares de quarks e anti-quarks "virtuais" produzidos a partir de gluões.
Qual é resultado desta colisão?
Quando os protões colidem com energias tão grandes como as existentes no LHC, a colisão resulta num chuveiro de todos os tipos de partículas, algumas as constituintes da matéria habitual (protões, neutrões, electrões, neutrinos, etc), outras que existem apenas em fenómenos ultra-violentos no Universo ou logo após o Big-Bang.
As novas partículas são geralmente muito mais pesadas do que as partículas originais que colidiram, devido à relação E=mc2. Pode-se dizer simplesmente que toda a energia que pusemos na colisão pode transformar-se em massa. Assim, numa colisão protão-protão, "tudo" pode acontecer, desde que alguns princípios básicos sejam respeitados, como por exemplo a conservação do momento linear e da energia.