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Questão FC714645

As reações entre as partículas do núcleo atômico ocorrem somente com a conservação de algumas magnitudes quânticas, como, por exemplo, a carga elétrica, o número bariônico e o núme

Física Moderna

VUNESP · 2025

As reações entre as partículas do núcleo atômico ocorrem somente com a conservação de algumas magnitudes quânticas, como, por exemplo, a carga elétrica, o número bariônico e o número leptônico. Na reação descrita a seguir, que não viola nenhuma das leis da conservação, o píon negativo, que é uma partícula instável e formada por um quark down e um antiquark up \((d \bar{u})\), interage com o próton, formando um nêutron e um píon sem carga:

\(p+ \pi^- \to n + \pi^0\)

 

O píon sem carga pode ser representado, em função dos seus componentes, pelos quarks

  1. \(u \bar{d}\)
  2. \(ud\)
  3. \(u \bar{u}\)
  4. \(d \bar{u}\)
  5. \(d \bar{d}\)
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Gabarito

Certo

Comentário do professor

π0 é uma partícula eletricamente neutra formada por um par quark–antiquark. Para que a carga elétrica total seja zero, o quark precisa ter carga oposta ao antiquark, portanto pares como quark up + anti-up são possíveis. A alternativa \(u\bar{u}\) representa exatamente esse par, com cargas \(+\tfrac{2}{3}e\) e \(-\tfrac{2}{3}e\) que se cancelam, garantindo a neutralidade do píon.

No modelo de quarks, o píon neutro é descrito como combinação dos pares neutros; assim, \(u\bar{u}\) é uma componente válida e consistente com a reação \(p+\pi^- \to n+\pi^0\), preservando a conservação de carga e das demais grandezas quânticas.

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