O que são Bósons W e Z?
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- Опубліковано 24 кві 2023
- No ano de 1983, no CERN, foi feito um experimento utilizando uma Câmara de Bolhas, que possuía em seu interior gás fréon (CF3Br) no estado de um líquido superaquecido. Essa câmara era chamada de Gargamelle, tendo 2 metros de diâmetro e quase 5 metros de comprimento. Nesse equipamento passava-se um feixe de neutrinos, para auxiliar na detecção de partículas carregadas eletricamente.
Dentro dessa câmara foi detectado algo bastante singular, no caso, era possível perceber que alguns elétrons se deslocavam, aparentemente sozinhos, o que indicava uma interação de corrente neutra. A explicação era que esses elétrons estavam interagindo com os neutrinos, através da troca de bósons.
Na década de 1930, o físico Enrico Fermi, descreveu que o decaimento radioativo era oriundo de uma interação fraca entre 4 quarks no núcleo dos átomos, o qual produzia uma partícula beta. Já na década de 1960, os físicos norte-americanos, Sheldon Glashow, Steven Weinberg e o paquistanês Abdus Salam, de forma independente, estudavam uma interação, até então, prevista, mas não provada empiricamente: A força eletrofraca.
Essa força seria uma fusão entre o eletromagnetismo e a força fraca no início do universo, na chamada Era Quark. Entretanto havia a necessidade de compreender uma partícula para descrever tal força. A força fraca é uma das 4 forças fundamentais, sendo essa a que descreve o decaimento radioativo dos átomos. Em outras palavras, é uma força de curto alcance e que ocorre no núcleo dos átomos.
Com o experimento feito no Gargamelle, foi detectado a absorção de neutrinos, e que somente poderia ocorrer por intermédio de um bóson teorizado e chamado de Bóson Weak, o bóson fraco, ou seja, o Bóson W. Na realidade, são 2 Bósons W, uma vez que um tem carga positiva (W+) e o outro teria carga negativa (W-). Os dois agindo como suas próprias antipartículas, contudo, para que o modelo fosse equilibrado, haveria a necessidade de um terceiro Bóson, mas que nesse caso, tivesse carga nula, em outras palavras, carga zero, de onde vem o nome do Bóson Z (Z0).
Essas partículas são massivas, e por incrível que possa parecer, podem ser mais massivos que um átomo de Ferro. A massa desses Bósons pode ficar entre 80 a 91 GeV/c2, em outras palavras, chegam a ser 80 vezes mais massivos do que partículas bariônicas como prótons e nêutrons. Esse fato foi muito importante para a construção do modelo padrão da física e da previsão do Bóson de Higgs.
Por conta da massa dessas partículas serem tão grande, a interação fraca acaba por ter um alcance pequeno. Dessa forma, uma partícula que emita um Bóson W ou Z, acaba por diminuir ou aumentar em 1 unidade sua massa. Outro fato importante é que esses bósons possuem spin igual a 1, o que também é alterado na partícula emissora, caso os emitam.
Devido ao fato dos bósons W serem extremamente massivos, ou seja, possuem um campo de Higgs mais forte, há uma interferência na massa das partículas que os emitem. Um exemplo clássico se dá no processo do decaimento do Cobalto a Níquel. No caso, um dos nêutrons presentes no Cobalto emite um elétron e um neutrino do elétron, convertendo um dos quarks d em um quark u. Isso faz com que um dos 33 nêutrons do Cobalto se torne um próton, o que leva o aumento do número atômico de 27 para 28, transmutando-o para Níquel.
No caso dos Bósons Z, pelo fato de serem neutros, não existe uma interferência na carga, não levando a uma mudança na carga do campo de Higgs, entretanto, ocorre a interferência no spin das partículas, o que leva a observação feita no experimento de Gargamelle, em que foi detectada uma corrente neutra. Quando os Bósons Z interagem com léptons eles promovem o espalhamento dessas partículas.
Links de Livros de Ciências
1. A Origem das Espécies (Darwin) - amzn.to/3VCDe1x
2. Pálido Ponto Azul (Sagan) - amzn.to/3FfsOzP
3. Cosmos (Sagan) - amzn.to/3FaoJww
4. O Mundo Assombrado pelos Demônios (Sagan) - amzn.to/3VDOmLz
5. Contato (Sagan) - amzn.to/3ONngzd
6. Uma Breve História do Tempo (Hawking) - amzn.to/3AT8LUL
7. O Universo numa Casca de Noz (Hawking) - amzn.to/3EHEfhX
8. Astrofísica para Apressados (Tyson) - amzn.to/3OHNTFM
9. Homo Deus. Uma breve história do amanhã (Harari) - amzn.to/3F7M55U
10. Sapiens. Uma breve história da humanidade (Harari) - amzn.to/3EOtY3g
11. Os Botões de Napoleão: As 17 Moléculas que Mudaram a História (Penny le Couteur) - amzn.to/3FjzBbz
12. O Sondo de Mendeleiev: A Verdadeira História da Química (Paul Strathern) - amzn.to/3XDiCIe
13. A Dança do Universo (Gleiser) - amzn.to/3UgfYFa
14. O Fim da Terra e do Céu (Gleiser) - amzn.to/3in0Uso
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Excelente aula.
Quando vejo os teus vídeos aprendo detalhes do que não aprendi na Faculdade, há cerca de 30 anos atrás! Obrigado pela partilha dos seus preciosos conhecimentos! Certamente eles vão fazer a diferença na vida de muitas pessoas! Abraço!!!
Gostei muito do seu canal... tava lendo o Feynman e notei a necessiade de algum estofo conceitual maior para a leitura fluir.. Em especial nas sub partúclas.
Sua dicção é excelente, o fato de colocares o texto do vídeo já disponível, bem como toda a apresentação são pontos fortes do canal.
Vi as play lists e tenho seguido... recomendo fazeres uma mas em separados paras as subpartículas, e partículas .. facilita o sequncimantos mental aqui do velhinho.!
Parabéns pelo trabalho... Excelente!
Eu também percebi isso, é uma real necessidade mesmo! Vou fazer uma playlist só para as partículas subatômicas. Em breve já estará mais organizado. 😉⚛️🧪⚗️
Você é ótimo mestre! Obrigado.
Boa, professor!
é mt conteúdo condensado tão brilhantemente! obg por compartilhar
Excelente, aprendi muito 👏🏼👍🏼
Gostei do vídeo. Se você continuar sendo objetivo e não aceitar propaganda,eu continuo assistindo seu canal.obrigado pelo o conteúdo!
Mesmo que eu não coloque propaganda, o UA-cam coloca. Mesmo canais sem monetização o UA-cam coloca a propaganda. Eles começaram isso a um tempo já. É uma fonte de renda para a plataforma. Ou seja, canais não monetizados geram receita e não ganham nenhum centavo. Então não temos controle sobre propagandas como foi há uns anos atrás. A única forma de remover a propaganda do UA-cam seria com propaganda paga, ou seja, alguma empresa me contactando e eu fazendo a propaganda durante o vídeo. Aí nesse caso o UA-cam retira a monetização do meu canal.
É muito difícil para o produtor de conteúdo retirar a propaganda, pois sem ela não tem como fazer o vídeo. Um único vídeo leva umas 5 horas de edição, mais o tempo de gravação, que é algo em torno de 1 hora. Sem contar o tempo de pesquisa, que vão mais umas 2 ou 3 horas, ou seja, é uma diária de trabalho. Eu faço em média 4 vídeos por mês e o UA-cam me retorna o mínimo da monetização. Esse dinheiro eu uso para pagar a internet, eletricidade e o computador, que ainda não está pago. Então, se tirar as propagandas, o canal acaba. Não tem muito o que eu fazer, o próprio UA-cam exige a monetização, pois fica com 40% do ganho. Então, se eu nego monetizar o vídeo, eles monetizam e ficam com 100% do valor.
Muito interessante
Brilhante!
por favor, fale sobre as teorias quanticas, que possuem comprovações práticas, e fáceis de serem demonstradas com exemplos existentes no nosso dia a dia, como o sistema de armazenamento computacional ssd
É uma boa ideia. Mas preciso dar uma estudada antes de falar sobre aspectos de tecnologia, já que geralmente, em prazo de meses as coisas mudam. Mas é uma boa ideia mesmo.
@ se for falar do SSD, minha sugestão é esclarecer algo que achava confuso: cientistas dizem que não dá para passar informação usando tunelamento quântico, mas o SSD usa tunelamento quântico para armazenar informações! Após dar uma pesquisada, pelo jeito não estão usando a palavra informação no mesmo sentido. Os cientistas se referem a "informação" como algo que se perde no buraco negro, e como algo que (se entendi certo) não é possível acoplar no elétron que vai tunelar, passando a informação para outro lado. Mas no SSD só interessa se está presente ou não, dá para colocar 0 se ausente ou 1 se presente e assim gerar bits que guardam informações no sentido computacional.
👏👏👏👏👏👏👏
A ação do campo sobre a partícula, se assemelha a uma bolha de ar dentro da água, onde a bolha empurra a água abrindo espaço para ela mesma(a resistência do campo de higgs), como a água a comprime a mantendo estável(força nuclear fraca ou seria os gluons?). De qualquer forma, provavelmente algo incompreensível no momento.
É uma espécie de balanço de forças, quanto mais massa uma partícula tem, mais difícil para ser aplicada a energia e chegar na velocidade da luz (mecânica relativística no caso), uma vez que a massa pode ser transformada em energia. Então, quanto mais massa e menos velocidade, mais a influência do campo de Higgs. Talvez, uma das formas de tornar esse balanço favorável para diminuir a influência do campo de Higgs, seja o decaimento da massa (essa é uma especulação). Por esse motivo, aplica-se a força nuclear fraca.
Fala sobre quiralidade que eu nunca entendi muito bem. Partícula de mão direita, mão esquerda, sei lá
Professor, voce conseguiria explicar melhor em outro video o conceito do eletron-volt? Tive uma ideia com sua explicação, mas gostaria de enxergar melhor pra sse conceito.
Vou ver de fazer um vídeo sobre isso.
Faz um vídeo sobre o campo de Higgs
Se qualquer uma das outras 3 forças não existissem, o universo seria um caos, mas a força fraca tenho a impressão que se não existisse o universo funcionaria de boa
Talvez sem ela não existiriam isótonos, isótopos e isóbaros. É bem metafísico isso, pois vai cair no princípio antrópico. Será que o universo só existe, pois ele é perceptível para alguma forma de vida? Se sim, sem a presença dessas espécies químicas, não existiria vida. No entanto, isso tudo é especulação filosófica.
Acho que muito pelo contrário.
Seria capaz de termos átomos do tamanho de galáxias inteiras se não houvesse uma força que os tornassem mais simples.
@@HUEnshiro_do_Norte a própria força forte impede que átomos cresçam demais, é muito repulsão no núcleo, e também não existiria processo de fusão atômica que faça átomos gigantescos assim
Se não existisse a força Nuclear Fraca, o Universo só teria hidrogênio. Nenhum outro elemento mais pesado se formaria, já que, ao fundir hidrogênio em hélio, precisa da Força Fraca para transformar alguns prótons em nêutrons.
@ ah valeu. Agora sim uma explicação. Eu pensava que na fusão só a força forte agia
Muito Bommmmmmm !!!!!
Os bósons W e Z são tipo o Estado quando começa a taxar grandes fortunas. 😂😂😂😂😂😂
Boa noite, ótimo vídeo. Pouco depois do minuto 13:00 é dito que os neutrinos de transformam em elétrons atréavs do bóson Z, gostaria de saber se essa seria uma descoberta recente (que aliás acho bem empolgante e torço para que seja assim) pois vi outras fontes dizendo que a Z apenas faz com que neutrino empurrem elétrons, mas não que haja essa transformação de um para outro. Uma dessas outras fontes é a Quanta Magazine na matéria "New map of all the particles and forces" que diz que a W faz com que um lépton se tranforme no outro (ali a interação da W é representada pela linha laranja reta), mas a Z não muda identidades e apenas causa perda ou ganho de energia ou momentum (linha laranja ondulada). Aproveitando gostaria de saber se está correto na Quanta em que a W está interagindo com muitas outras partículas além de elétrons e neutrinos.
Ótimos questionamentos, e realmente é como vc diz. O efeito do Bóson Z é mais relacionado com a presença massiva que pode alterar (empurrar) o direcionamento de uma partícula, principalmente se ela não tiver carga, ou seja, se não for um dos léptons carregados, logo um neutrino. Esse "deslocamento", faz com que o neutrinos possam interagir entre si, ou até mesmo se chocar com outras partículas leptônicas, como o elétron (ou mesmo, mais massivas, como o múon e o tau), ou bariônicas (próton), só que é muitooooo raro de detectar, obviamente, a mecânica por trás disso é bem mais complexa. Essa foi uma observação feita no início do processo de descoberta desses bósons de calibre mediadores da força nuclear fraca. Havia um fluxo neutro no sistema, o qual deslocava partículas de forma quase que aleatória, e esse era um grande mistério, então devia haver alguma coisa ali, que possuía massa, mas sem carga. Obviamente que, léptons carregados como o múon e o tau, tem um tempo de vida irrisório e, são grandes responsáveis pela existência de elétrons, já que ocorre o decaimento da massa em pelo menos 3 partículas (em geral elétron, o neutrino do elétron e o neutrino do lépton massivo). Como, tanto o Bóson Z, quanto léptons carregados são partículas massivas, e os neutrinos são afetados somente pela força nuclear fraca e pela gravidade, ao interagirem com um dos Bósons, o que poderia gerar o fluxo neutro e permitir o choque dos neutrino, tinha que ser um Bóson Z (naquele momento, naquele experimento, já que esse Bóson tem as características das forças que os neutrinos interagem). Trazendo para uma visão macroscópica, eu entendo o Bóson Z como sendo uma espécie de corpo celeste que um nave entra em órbita para conseguir se utilizar do efeito gravitacional para ser arremessada (é uma analogia bem pobre e rasa, eu sei! hahahaha). Os neutrinos são muito complicados de detectar, pois interagem muito pouco com outras partículas, e são considerados sem carga e quase sem massa, a primeira vez que um neutrino pode ser detectado (neutrino do elétron), foi em 1970, mas a predição de sua existência já era da década de 1930, principalmente por conta da perda de energia e momento no decaimento beta. Observe que a massa do neutrino do Tau é maior que a massa do próprio elétron (que é um lépton carregado) e que o neutrino do elétron é só de 1 eV/c^2, mas, por segundo, trilhões de neutrinos passam pela Terra, além disso, existem 10 bilhões de neutrinos para cada próton, então, um deles pode se chocar com essas partículas maiores (até mesmo um outro neutrino mais massivo, como o do tau) e auxiliar no decaimento e geração de elétrons. É claro que, esse é um processo indireto, é quase um bilhar, mas sim, pode ocorrer do Bóson Z deslocar um (ou um grupo de neutrinos) na direção de outras partículas e alterar características de estado de energia e momento. Também existe alguns estudo mais recentes, que vinculam os neutrinos ao efeito da assimetria entre matéria e antimatéria, sendo que, especula-se a mudança do neutrino do elétron a outros neutrinos. A ideia é que essa transmutação ocorra conforme se dê o distanciamento entre fonte de emissão e partícula. Agora uma especulação minha, deve haver um frear da partícula devido a interação com o campo de Higgs, ou a aspectos gravitacionais, o que leva ao "acréscimo de massa", possivelmente, esse acréscimo de massa possa promover a existência de partículas mais massivas (em comparação com o neutrino) e isso alterar o aspecto de carga quando interagem com um Bóson W, por exemplo. Mas na minha opinião, o mais incrível nesses fenômenos estudados é a compreensão de que energia se converte em matéria.
@ então, se entendi bem, nesse nível micro as cosias estão nebulosas e não dá para ter certeza se o neutrino empurra, se transforma em elétron ou na colisão com os mais massivos ajuda no decaimento, seria assim? De fato deve ser difícil ter certezas a nível nanoscópico...
@@celioishikawa5321 infelizmente, dependemos de modelos que representam o abstrato, ainda mais para essas partículas tão diminutas. O próximo vídeo vou falar sobre os neutrinos, e o equipamento montado para poder estuda-los. Até mesmo partículas como os glúons ainda existe uma certa névoa presente, pois são mediadoras de uma força fundamental. A coisa séria mais racional se pudéssemos olhar fisicamente, mas isso é impossível, então ficamos com os modelos que reproduzem a realidade até onde conseguimos teorizar. Meio que o processo é o inverso, teorizamos, em seguida construímos um equipamento para provar a teoria, principalmente pois não temos uma real visão macro da coisa toda. Então sim, estamos no processo de compreensão dessas partículas, em especial os léptons sem carga, já que trilhões deles são emitidos pelo Sol e é tão difícil de vê-los interagindo com outras partículas. Mas o mais surpreendente é que eles interagem.
Você pode colocar as fontes na descrição dos videos?
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Meu nobre, tem como um neutron se tornar um bárion de três quarks down?
Existe um dos chamados Bárions delta que é ddd. Contudo, não é um processo trivial, um quark up se converter a um down, pois a natureza sempre tende ao grau de mais baixa energia, e o quark up é o mais leve de todos.
@ ta bão👍
Alguém pode me dar o nome deste ótimo professor ?
Eu me chamo Israel. Não posso colocar meu nome nos vídeos pois o algoritmo entende errado, vinculando com guerra.
Apenas mais duas gambiarras da mecânica quântica kkkkk
Se elas são tão massivas, como elas interagem com demais partículas? Não deveria haver interações desses bosons com outras partes do átomo? Inclusive gravitacionalmente falando.
Elas só interagem com as partículas do núcleo. No caso prótons e nêutrons.
Vc consegue me explicar como que os bosons W e Z têm massa? Q tipo... Pra que um bóson seja um bóson, ele não precisa ter massa = 0? Se tem massa, deveria ser um férmion, né? Ou na real.. a diferença entre um e outro é apenas o tipo de spin? E esse negócio da massa é coisa da minha cabeça?
Tem massa por conta da mecânica de Higgs, ou melhor, pelo que a mecânica de Higgs explica. Basicamente, é por conta do campo de Higgs. O campo age como mais uma força sobre essas partículas, sendo que não podem ser aceleradas na velocidade da luz, ou, não estão aceleradas na velocidade da luz, por isso tem massa. O Bóson de Higgs, seria uma espécie de partícula que comprova a existência desse campo, sendo um mediador do mesmo. Ou seja, pode ser que num futuro, não muito distante, a massa pode deixar de ser considerada só presença de matéria, mas uma espécie de indicativo desse campo e, o campo de Higgs acabar se tornando uma "força fundamental" da natureza. O que não alteraria bruscamente o modelo padrão.
@ Amigo, e o bóson de higgs decai em alguma outra partícula? O surgimento dele é decaimento de alguma outra partícula? Fotons não interagem com campo de higgs, ok. E gluons? Eles são contados como parte da massa dos bárions, né? Ou essa massa é explicada pelos mesons?
@@alencarpereiraguimaraes8679 o problema do bóson de Higgs é que ele foi "detectado" de uma forma que só havia indícios dele, que ele estava lá no choque de hádrons, ele estava, entretanto, fica difícil de analisá-lo dessa forma. Vou ser bem sincero, por ser uma especulação, mas talvez, o Bóson de Higgs não decaia, ele pode ser eliminado liberando alguma energia. Já o Glúon não se representa com massa, pois ele não interage com o campo de Higgs, ou se espera que não interaja, por estar no núcleo de hádrons que estão no núcleo de átomos. Então, não estão acelerados na velocidade da luz, mas a interação de trocas entre os quarks de nêutrons e prótons seja na velocidade da luz. Logo, ele não pode ter massa e não vai interferir na massa desses bárions.
@ Mto obrigado!
Por que bóson Z e não W⁰?
Z de Zero.
@ Então uai... W mais, w menos, é zero... Toda força tem uma partícula só. A gravidade, coitada, nenhuma ainda. E a força fraca tem duas... Ora, mas Deus é mto afrontoso. Kkkkkkkkk
@@alencarpereiraguimaraes8679 kkkkkk
Se conseguir isolar o campo higgs de um objeto específico, exemplo: um carro, uma nave, e etc ... Seria possível acelerar na velocidade da luz sem muitos problemas, não teria integração com esse "campo", certo???? Ou eu tô viajando?
Se você isolasse de alguma forma o campo de Higgs, você não teria nem um dos corpos no qual você citou, nem carro, nem nave, pois é as excitações no campo de Higgs provocada pelos elétrons se repelindo nos átomos que compõe os corpos que faz os mesmo existirem.
O campo de Higgs permeia todo o universo.
Os fótons não tem massa porque praticamente não interagem com o mesmo.
@@renosnascimentosilva4656 entendido, então posso concluir que é impossível isolar "algo" de algum campo da flutuação quântica. Em relação a questão que levantei, a materia bariônica do campo de Higgs. Quer dizer, ainda é impossível nos dias de hoje.
@@renosnascimentosilva4656 sou estudante de Ciências Exatas, obrigado pela explicação
@@jscientista na ciência algo é dito impossível até que se prove ao contrário, quem sabe você não seja a pessoa de forma individual ou coletiva que me mostre que é possível.
Eu sou físico, e é um prazer falar de algo tão interessante com um amigo da área. 😁🙌
@@renosnascimentosilva4656 digo o mesmo, sou formado em Ciências da computação, ciência de dados e defesa Cibernética e cursando Ciências Exatas. Tenho tentado criar um banco de dados onde esse modelo seria possível utilizar o machine learning para fazer mais cálculos. Sempre falta algo, sempre eu ainda esqueço de algo. Quanto mais sabe, aí que não sabe de nada mesmo .... Eu vou conseguir, se quiser podemos criar esse modelo de bancos de dados e usar em nossos cálculos..... Conte comigo, informação é dever de todos divulgar. Eu faço com todo código aberto. Se quiser que posso contribuir contigo ou vice versa pode usar nos trabalhos.... Pode usar no seu canal se boa, não sou de aparecer. Se quiser só falar comigo...