Partícula e antipartícula

Foi no ano de 1829, após várias contribuições para o desenvolvimento da Mecânica Quântica, que Paul Dirac descobriu que existia uma partícula parecida com o elétron, cujo símbolo é (e^-), porém tal partícula possuía carga diferente, ou seja, era uma partícula com carga positiva. Através dos estudos realizados pelo cientista Carl Anderson (1932) sobre a radiação cósmica foi descoberto o pósitron, cujo símbolo é (e⁺).

Pelos diversos estudos relacionados à nova partícula descoberta na época, vários físicos, um pouco mais tarde, reconheceram a existência de uma antipartícula para cada partícula existente. Assim chegaram à conclusão de que os membros desses pares possuem o mesmo spin, mesma massa, cargas elétricas opostas e números quânticos de sinais contrários.

O nome partículas foi usado incialmente a fim de designar as partículas mais comuns, as mesmas que conhecemos hoje como, por exemplo, os prótons e os nêutrons. Já o nome antipartícula era usado para partículas mais raras. Hoje sabemos que os nomes partícula e antipartícula passaram a ser usados baseando-se em certas leis da conservação. Atualmente os termos antipartícula e partícula são usados para referir-se a partículas.

Em diversos textos e artigos, embora nem sempre aconteça desta maneira, os físicos representam uma antipartícula empregando uma barra sobre o símbolo da partícula a qual faz menção. Desta forma, podemos, por exemplo, expressar o símbolo do próton e o símbolo do antipróton da seguinte maneira: p é o símbolo do próton, p?   (lê-se p barra) é o símbolo do antipróton.

Caso fizéssemos colidir duas partículas, uma partícula e sua antipartícula, veríamos que as mesmas desapareceriam, fazendo com que a energia que possuíam antes da colisão assumisse novas formas. Caso tivéssemos aniquilação mútua de um elétron e um pósitron, veríamos que são produzidos dois raios gama:

Se o elétron e o pósitron estão estacionários no momento da aniquilação, a energia total é igual à soma das energias de repouso das duas partículas e é compartilhada igualmente pelos dois fótons. Como o momento linear total deve ser conservado, os fótons são emitidos em direções opostas.

Por Domiciano Marques
Graduado em Física
Equipe Brasil Escola