What’s the smallest thing in the universe? - Jonathan Butterworth

Tradutor: Maricene Crus Revisor: Carolina Aguirre

If you were to take any everyday object, say a coffee cup, and break it in half,

Se você pegasse um objeto do dia a dia, digamos uma xícara de café,

a partisse ao meio

then in half again, and keep carrying on, where would you end up?

e continuasse fazendo isso, onde você acabaria?

Could you keep on going forever?

Poderia continuar fazendo isso pra sempre?

Or would you find a set of indivisible building blocks

Ou encontraria um conjunto de blocos de construção indivisíveis

out of which everything is made?

dos quais tudo é feito?

Physicists have found the latter- that matter is made of fundamental particles,

Físicos descobriram exatamente isso: que a matéria é feita

de partículas fundamentais, as menores coisas do Universo.

the smallest things in the universe.

Particles interact with each other according to a theory called the “Standard Model”.

Partículas interagem entre si de acordo com uma teoria chamada "Modelo Padrão".

The Standard Model is a remarkably elegant encapsulation

"Modelo Padrão" é um encapsulamento notavelmente elegante

of the strange quantum world of indivisible, infinitely small particles.

do estranho mundo quântico de partículas indivisíveis e infinitamente pequenas.

It also covers the forces that govern how particles move,

Ele também cobre as forças que regem como as partículas se movem,

interact, and bind together to give shape to the world around us.

interagem e se ligam para dar forma para o mundo ao nosso redor.

Então, como isso funciona?

So how does it work?

Zooming in on the fragments of the cup,

Quando damos um zoom nos fragmentos da xícara,

we see molecules, made of atoms bound up together.

vemos moléculas feitas de átomos ligados entre eles.

A molecule is the smallest unit of any chemical compound.

Uma molécula é a menor unidade de qualquer composto químico.

An atom is the smallest unit of any element in the periodic table.

Um átomo é a menor unidade de qualquer elemento na tabela periódica.

But the atom is not the smallest unit of matter.

Mas o átomo não é a menor unidade da matéria.

Experiments found that each atom has a tiny, dense nucleus,

Experiências descobriram que cada átomo tem um núcleo minúsculo e denso,

surrounded by a cloud of even tinier electrons.

cercado por uma nuvem de elétrons ainda menores.

The electron is, as far as we know,

O elétron é, até onde sabemos,

one of the fundamental, indivisible building blocks of the universe.

um dos blocos de construção fundamentais e indivisíveis do Universo.

It was the first Standard Model particle ever discovered.

Ele foi a primeira partícula Modelo Padrão já descoberta.

Electrons are bound to an atom’s nucleus by electromagnetism.

Elétrons estão ligados ao núcleo de um átomo por eletromagnetismo.

They attract each other by exchanging particles called photons,

Eles se atraem trocando partículas chamadas fótons,

which are quanta of light that carry the electromagnetic force,

que são quanta de luz que carregam a força eletromagnética,

one of the fundamental forces of the Standard Model.

uma das forças fundamentais do Modelo Padrão.

The nucleus has more secrets to reveal, as it contains protons and neutrons.

O núcleo tem mais segredos para revelar, já que contém prótons e nêutrons.

Though once thought to be fundamental particles on their own, in 1968

Embora já tenham sido considerados partículas fundamentais por si só,

em 1968 os físicos descobriram que prótons e nêutrons são feitos de quarks,

physicists found that protons and neutrons are actually made of quarks,

which are indivisible.

que são indivisíveis.

A proton contains two “up” quarks and one “down” quark.

Um próton contém dois quarks “para cima” e um quark "para baixo".

A neutron contains two down quarks and one up.

Um nêutron contém dois quarks para baixo e um para cima.

The nucleus is held together by the strong force,

O núcleo mantém-se unido pela força forte,

another fundamental force of the Standard Model.

outra força fundamental do Modelo Padrão.

Just as photons carry the electromagnetic force,

Assim como os fótons carregam a força eletromagnética,

particles called gluons carry the strong force.

partículas chamadas glúons carregam a força forte.

Electrons, together with up and down quarks,

Elétrons, juntamente com quarks para cima e para baixo,

seem to be all we need to build atoms and therefore describe normal matter.

parecem ser tudo o que precisamos para construir átomos

e, portanto, descrever a matéria normal.

However, high energy experiments reveal that there are actually six quarks–

No entanto, experimentos de alta energia revelam que existem seis quarks:

down & up, strange & charm, and bottom & top

para baixo e para cima, estranho e charme, e parte inferior e superior,

- and they come in a wide range of masses.

e eles vêm numa ampla gama de massas.

The same was found for electrons,

O mesmo acontece com os elétrons,

which have heavier siblings called the muon and the tau.

que têm irmãos mais pesados chamados de o muon e o tau.

Why are there three (and only three) different versions

Por que existem três, e apenas três, versões diferentes

of each of these particles?

de cada uma dessas partículas?

This remains a mystery.

Isso continua sendo um mistério.

These heavy particles are only produced, for very brief moments,

Essas partículas pesadas são produzidas somente por momentos muito breves,

in high energy collisions, and are not seen in everyday life.

em colisões de alta energia, e não são vistas na vida cotidiana.

This is because they decay very quickly into the lighter particles.

Isso porque elas se deterioram muito rapidamente em partículas mais leves.

Such decays involve the exchange of force-carrying particles,

Tal deterioração envolve a troca de partículas transportadoras de força,

called the W and Z, which – unlike the photon – have mass.

chamadas de W e Z, que, ao contrário do fóton, têm massa.

They carry the weak force, the final force of the Standard Model.

Elas carregam a força fraca, a força final do Modelo Padrão.

This same force allows protons and neutrons to transform into each other,

Essa mesma força permite que prótons e nêutrons se transformem um no outro,

a vital part of the fusion interactions that drive the Sun.

uma parte vital das interações de fusão que acionam o Sol.

To observe the W and Z directly,

Para observar o W e o Z diretamente, precisávamos das colisões de alta energia

we needed the high energy collisions provided by particle accelerators.

fornecidas pelos aceleradores de partículas.

There’s another kind of Standard Model particle, called neutrinos.

Há outro tipo de partícula Modelo Padrão, chamada neutrinos.

These only interact with other particles through the weak force.

Elas apenas interagem com outras partículas através da força fraca.

Trillions of neutrinos, many generated by the sun, fly through us every second.

Trilhões de neutrinos, muitos gerados pelo Sol, voam por nós a cada segundo.

Measurements of weak interactions found that there are different kinds of neutrinos

Medições de interações fracas descobriram que existem diferentes tipos de neutrinos

associated with the electron, muon, and tau.

associado ao elétron, muon e tau.

All these particles also have antimatter versions,

Todas essas partículas também têm versões de antimatéria,

which have the opposite charge but are otherwise identical.

que têm a carga oposta, mas são, de outra forma, idênticas.

Matter and antimatter particles are produced in pairs in high-energy collisions,

Partículas de matéria e antimatéria são produzidas em pares

em colisões de alta energia e elas se aniquilam quando se encontram.

and they annihilate each other when they meet.

The final particle of the Standard Model is the Higgs boson

A partícula final do Modelo Padrão é o bóson de Higgs,

– a quantum ripple in the background energy field of the universe.

uma onda quântica em segundo plano no campo de energia do Universo.

Interacting with this field is how all the fundamental matter particles acquire mass,

Ao interagir com este campo,

todas as partículas fundamentais de matéria adquirem massa,

according to the Standard Model.

de acordo com o Modelo Padrão.

The ATLAS Experiment on the Large Hadron Collider

O experimento ATLAS, no Grande Colisor de Hádrons,

is studying the Standard Model in-depth.

estuda o Modelo Padrão em profundidade.

By taking precise measurements of the particles and forces that make up the universe,

Ao tirar medidas precisas das partículas e forças que compõem o Universo,

ATLAS physicists can look for answers to mysteries

os físicos do ATLAS podem procurar respostas para mistérios

not explained by the Standard Model.

não explicados pelo Modelo Padrão.

For example, how does gravity fit in?

Por exemplo, como a gravidade se encaixa?

What is the real relationship between force carriers and matter particles?

Qual é a relação real entre partículas transportadoras de força e as de matéria?

How can we describe “Dark Matter”,

Como podemos descrever "matéria escura",

which makes up most of the mass in the universe but remains unaccounted for?

que compõe a maior parte da massa no Universo, mas permanece inexplicada?

While the Standard Model provides a beautiful explanation for the world around us,

Enquanto o Modelo Padrão fornece uma bela explicação sobre o mundo ao nosso redor,

there is still a universe’s worth of mysteries left to explore.

ainda há um universo de mistérios aguardando para ser explorado.