Quando falamos de partículas, devemos determinar se elas são partículas fundamentais, ou se são um cluster de partículas, ou seja, um agrupamento de partículas fundamentais geradoras de partícula composta, como são os prótons e nêutrons, os quais são compostos por quarks e glúons.
Tanto elétrons, quanto quarks são partículas fermiônicas, e possuem spin semi-inteiro, o que impede que ocupem um mesmo estado quântico, devido o princípio da exclusão de Pauli.
Mas o que seria um glúon?
Um glúon é uma partícula representada pela legra g e se caracteriza por ser um Bóson, que é um outro tipo de partícula fundamental, entretanto, esse tipo de partícula não é limitada pelo princípio da exclusão de Pauli. Logo, os glúons tem spin inteiro e igual a 1, logo, essas partículas podem ocupar um mesmo estado quântico, como ocorre no núcleo dos átomos, através da interação existente entre os quarks na construção de partículas como os prótons e os nêutrons.
Basicamente, podemos dizer que um glúon é um Bóson de Calibre, o qual funciona como mediador de uma das forças fundamentais, no caso a Força Nuclear Forte, para unir quarks em hádrons, como os prótons e os nêutrons. Inclusive, é daí que vem o nome dos glúons, pois agem como se fossem uma cola entre esses férmions. Sendo assim, os glúons são chamados de mediadores da força nuclear forte, a qual corresponde a interação mais forte do universo. Outras duas características importantes sobre essa partícula é que a mesma é considerada uma partícula sem massa e sem carga, o que faz sentido ao analisar a dinâmica do núcleo atômico. Se os glúons tivessem massa, ela iria interferir na massa dos prótons e nêutrons, o que acabaria aumentando a massa atômica. E, caso os glúons tivessem carga, obviamente, os nêutrons teriam alguma carga nominal, o que iria desestruturar o núcleo atômico.
No que abrange partículas mediadoras, como os glúons, existe uma teoria bastante complexa, conhecida como Cromodinâmica Quântica, que seria o análogo à eletrodinâmica, mas nesse caso, não existe a carga eletrônica, mas sim, a chamada carga de cor. A carga de cor é descrita como Vermelho, Azul e Verde, ou seja, o padrão RGB, mas também existem as anticores a cada uma delas, todavia, não tem nada a ver com a percepção de cores, mas sim, interações que podem existir entre as partículas.
A ideia de usar a terminologia com cores e anticores é devido a mistura delas levarem a outras interações. No total existem 9 interações possíveis, sendo uma incolor, ou seja, a somatória das três cores com suas anticores e, mais 8 com combinação entre cores e anticores. Essas combinações, não são relacionadas com o aspecto físico das cores, mas são interações representadas por equações matemáticas, ou seja, tem um raciocínio mais abstrato a ser trabalhado, assim como ocorre com a atual definição de orbitais sendo densidades de probabilidade de encontrar elétrons.
Na década de 1950, com os avanços nas técnicas e equipamentos para estudo das partículas subatômicas, foi possível a detecção de diversas partículas compostas, entretanto, ficavam dúvidas de como elas poderiam existir, logo, houve a necessidade de teorização de partículas mediadoras. Na década de 1960, o físico Norte-americano Murray Gell-Mann, teorizou a existência de algumas partículas, sendo elas o quark, o anti-quark e o glúon.
Especificamente os glúons foram descobertos em 1978 no DESY, um centro de pesquisa alemão, que trabalha com um acelerador de partículas do tipo sincrotron.
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