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O Bosão Z

O Bosão Z e os bosões electricamente carregados W+ e W- são os mediadores da interacção fraca, como por exemplo o fotão é o mediador da força electromagnética. Os Bosões W são responsáveis por alguns processos radioactivos, os que transformam um portão num neutrão e vice-versa. Pode aprender mais sobre o funcionamento da radioactividade ao nível das partículas elementares seguindo esta ligação.

O papel do Bosão Z é aparentemente mais esquivo, mas de modo nenhum menos importante!

Assim, para que serve o Bosão Z? Bem, sabemos que os neutrinos e anti-neutrinos interagem entre si e, sem o Bosão Z, isto seria impossível! (Não sabe nada de neutrinos? Siga esta ligação para aprender as partículas no Modelo Padrão). Como os neutrinos não têm interacção forte nem têm carga eléctrica - não interagem com o fotão - só resta o Bosão Z para explicar as interacções entre eles (note-se que a massa do neutrino é extremamente pequena e, até 1998, pensava-se que era zero, portanto a interacção gravítica entre neutrinos é totalmente desprezável). De facto, o bosão Z0 está muito relacionado com o fotão. Você sabe que as interacções electromagnéticas são mediadas por fotões. Como o fotão não tem massa, pode viajar distâncias infinitas e duas cargas eléctricas podem interagir uma com a outra mesmo a distâncias muito grandes.

O Bosão Z, por outro lado, é muito pesado e tem uma vida média muitíssimo pequena e, por isso, viaja apenas uma distância muito curta. Esta é a razão porque é que, ao contrário da luz normal feita de fotões, nós não vemos uma "luz" de Bosões Z. Embora nós não reparemos no Bosões Z no nosso dia-a-dia, em condições extremas no início do Universo e em explosões de supernovas, o Bosão Z é uma partícula comum.

Crab nebula

Créditos da imagem: NASA, ESA, J. Hester, A. Loll (ASU)
http://www.nasa.gov/multimedia/imagegallery/image_feature_1604.html

A Nebulosa do Caranguejo, os resíduos de uma estrela supernova que explodiu em 1054. Em condições tão extremas como uma explosão de uma supernova, os Bosões Z são produzidos como partículas do dia-a-dia.

O Bosão Z pode ser produzido a altas energias, e você tem uma hipótese de verificar isto seguindo este caminho-Z. Irá reconhecer decaimentos do Bosão Z em pares de leptões carregados (electrão-positrão e muão-anti-muão). O Bosão Z também pode decair num par quark-anti-quark ou, como já se viu, num par neutrino-anti-neutrino. Você pode aprender mais sobre o decaimento do Bosão Z em neutrino-anti-neutrino e a sua importância aqui.

Já ouviu falar da unificação das forças electromagnética e fraca? Bem, a energias suficientemente elevadas, o fotão e o Bosão Z estão ligados de forma muito próxima. Se o Bosão Z não tivesse a massa que lhe é pedida para ser medida, o fotão também provavelmente teria massa maior do que zero, não poderia viajar "livremente"...e a luz não existiria!