Liberdade para os Gluões, com toda a força da Natureza!

E com liberdade artística, através das cores, multiplicadas por 3!

A natureza tem 4 forças fundamentais.

Uma é a Gravitação, que é muito fraca, coitada, mas que terá sido a primeira a libertar-se das outras. Como a sua partícula é ilusiva e ainda não foi detectada, mas não terá massa, essa partícula dá à Gravitação uma alcance infinito.
É tratada pela Física do muito grande, e é até hoje intratável pela Física do muito pequeno, fica absurda, pejada de erros. Parece gritar a plenos pulmões: não me conseguem voltar a unificar com as outras três.

As outras 3 são a força fraca, a força forte e a força electromagnética.

Já se conseguiu unificar a força fraca com a electromagnética, são 2 manifestações diferentes cá em baixo e a mesma força lá em cima, em altas energias. Fica chamada de Electrofraca.

Mas esta força e a força forte, que deverão ser manifestações duma única força, teimam em não se unificarem, talvez porque ainda não as conseguimos observar em níveis ainda mais altos de energia.

Mas o que vem a ser esta força forte?

Ela é de facto uma força de cor, e é misteriosa e subtil, como a paleta de cores dum grande pintor.

As suas pinceladas são transmitidas pelos gluões, que transformam os quarks noutro tipo de quarks, e transformam os próprios gluões em 3 cores diferentes.

Os quarks são os pontos da tela colados pelos gluões, e os gluões são os pincéis, sempre ligados a esses pontos da tela.

A tela é o núcleo dos átomos. Estamos já dentro dos núcleos dos átomos, no âmago da matéria que nos constitui: a nós, aos rios, às montanhas, aos mares, à atmosfera, a toda a Terra, às estrelas, aos sistemas solares, às galáxias, e a toda a matéria normal que vimos e sentimos no dia-a-dia.

Estrutura cromática da força forte. Ilustração da aproximação numérica da QCD – Quantum Chromodynamics.
Crédito: Instituto de Física Corpuscular – Universidade de Valência.

Cada vez que o pincel se cola nos pontos da tela, a cor desses pontos altera-se, mas, como se pode entender, também o próprio pincel assume uma cor diferente, fica ele próprio transformado pela transformação que imprime.

Estes pincéis, ou gluões, têm uma força incrível, muito intensa, para colar os quarks. Uma força Forte!

Então, quanto mais juntos estão dos quarks maior será a intensidade desta força?

Não, é ao contrário. O pincel é subtil. A natureza tem um talento fabuloso muito escondido lá dentro. Ainda mais dentro, no âmago do âmago.
Quanto mais o pincel se afasta dos pontos-quarks, mais forte fica a força, e quanto mais se aproxima, menos forte fica essa força.

Tudo isto resulta das cores aplicadas na tela e embrenhadas nos pincéis.


Comparando com a carga eléctrica.

Esta força de cor é parecida com uma carga eléctrica.

Aliás, até influencia a carga eléctrica dos quarks, que fica fraccionada em fatias de +2/3 ou de -1/3.

Porque resulta assim, ninguém sabe! Ainda não se descobriu, mas concordamos que é um mistério maravilhoso, já que nos deixa ser curiosos – permite-nos existir.

Depois as cores são 3: azul, vermelho e verde. Quando se misturam nos núcleos resulta uma cor neutra: o branco.

Então temos nesta dança incrível a conservação da cor, a conservação da carga eléctrica e a conservação do movimento.

É fantástico, dá para nos conservarmos em vida durante uma bela parcela de tempo!

Os pontos-quarks e os gluões-pincéis pagam um preço altíssimo para podermos viver.

Ficam prisioneiros de si mesmos, ficam sempre colados e isto deixou os Físicos com vontade de lhes agradecer, de lhes conferir nem que fosse um grau de liberdade aceitável.

Até porque havia um pequeno detalhe, de facto mesmo muito pequeno em tamanho, que dava um grande incentivo.

Caso não existisse este grau de liberdade todo o edifício de conhecimento da Física quântica estaria…errado.

Desde logo que isto se tornou evidente, os físicos tentaram, e estiveram bem perto, na década de 1940, de conseguirem descobrir esta liberdade.

Fermi até pintou uma belíssima tela onde tal poderia ocorrer: um mar pequeno, alteroso e onde a energia de ligação permitisse a existência de gluões-pincéis livres, com excelente estilo de natação original, livre!

Mais tarde, 3 estudantes cheios de energia optimizada pela força-da-curiosidade descobriram essa liberdade.

Chamaram-lhe liberdade assintótica e foram poderosamente assistidos pela função Beta.

A liberdade assintótica foi descoberta e descrita em 1973 por Frank Wilczek e David Gross, e independentemente por David Politzer no mesmo ano. Todos os três receberam o Prémio Nobel de Física em 2004.

Deixa que existam gluões livres dentro dum mar de Fermi interior, existente nos núcleos dos átomos.

Transforma as constantes de acoplamento das forças da natureza variando o seu valor.

Livres, variados, belíssimos, sempre a mudar de cor.

E que podem existir tanto quanto a Incerteza de Heisenberg lhes permite.

Então, numa profunda lição da Natureza, concluímos que a nossa existência é Incerta, tão incerta como é bela.

Que esta lição sirva para ultrapassar os momentos menos felizes, e para celebrar os que resultam bem, sejam alfa ou sejam beta. Que a gama destas experiências tenha sentido físico, na matéria normal, no nosso dia-a-dia.

Confiram que o que é normal, rotineiro e do quotidiano é no fundo fantástico, cheio de cores, livre.

E que todas as formas de vida resultam duma Força Forte, a mais forte da Natureza.

Partículas da matéria do dia-a-dia e interacções dos campos-força.
Crédito: Kelly Ann Izlar

2 comentários

    • olinda marques on 07/03/2017 at 16:30
    • Responder

    Belissimo artigo! Sensacional…assim deveria ser ministradas as aulas de fisica…ninguém ficaria sem entender os pequenos milagres do universo!

      • Manel Rosa Martins on 08/03/2017 at 09:18
      • Responder

      Obrigado Olinda Marques, o mote para este post foi lançado pelo Professor de Física Ary Martins, que no Brasil ministra aulas com notável empenho e talento, como muitos e bons Professores de Física em Portugal.

      Ele lançou-me o desafio fazendome tentar adivinhar uma fórmula, a da função beta, que eu confundi com uma outra relacionada com uma derivação* da Teoria da Gravitação de Einstein ( o muito grande), que como vê pelo texto não se consegue relacionar com a teoria de Campos quânticos (o muito pequeno).

      Mas especulámos desde logo se não estaria aí um relacionamento, um vislumbre errático e especulativo duma correlação já que a Física do muito pequeno a altas energias é relativista.

      Por aí nada mais logramos estabelecer, mas ficou no ar a ideia deste post. 🙂

      *Radiação de Unruh, que antevê a Radiação de Hawking na entropia quântica dos buracos negros.

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