Quarks são as menores partículas?

23 de maio, 2017 às 19:39 | Postado em Estrutura da matéria, Interações fundamentais, Mecânica quântica

Há partículas menores que os Quarks? Há um limite para a divisão delas?

Do ponto de vista experimental não há nenhuma evidência (até o momento) que quarks tenham subestrutura e o limite mais recente para o raio efetivo destes foi publicado em H. Abramowicz et al, Phys.Lett. B757 (2016) 468-472. Neste estudo obteve-se 0.46· 10^{−16} cm para um nível de confiança de 95 %, o que é 2000 vezes menor que o raio efetivo do próton. Portanto, quarks e elétrons são os menores objetos que conhecemos. A limitação para testes experimentais de substrutura está associado à energia da partícula de prova que usamos para sondar a estrutura de um objeto composto. Por exemplo, os prótons do LHC com energia de 7 TeV nos dão um poder de resolução que é da ordem de 0.0001 fm (ou seja, um décimo de milésimo do raio efetivo do próton). Prospectos para aceleradores circulares próton-próton prevêm uma energia de 100 TeV, o que aumentará a resolução num fator cerca de 100 vezes o que temos agora (J. Ellis, Where is Particle Physics Going?. arXiv:1704.02821).

Do ponto de vista teórico, há propostas de constituintes para quarks chamados preons. A motivação é usar explicação reducionista para vários problemas em aberto no Modelo Padrão das partículas elementares como por que há três famílias de férmions fundamentais (léptons e quarks) e suas hierarquias de massa, etc. Estas propostas remontam aos anos 70 do século passado, como no seguinte trabalho J.C. Pati, A. Salam, Lepton number as the fourth “color”. Phys. Rev. D10 (1974) 275–289.

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