O que é um Méson Pi? Qual relação dessa partícula com o Brasil?

Um méson é uma partícula bosônica composta, formada por um quark e um antiquark, com cores diferentes. O termo méson vem do grego, mesos (μέσος), que significa meio, e recebeu esse nome pois a massa prevista para ele ficava entre a massa do elétron e a do próton.
Inicialmente, na década de 1930, o físico japonês Hideki Yukawa, teorizou que deveria existir uma partícula com massa intermediária e que seria mediador da força forte. Logo, o méson deveria ser um bóson com uma massa aproximadamente de 105 MeV/C2.
Incrivelmente foi descoberta uma partícula teorizada por Yukawa em 1936, que recebeu o nome de “meson mu”. O problema foi que ao testar essa partícula, ela se comportava muito mais como um elétron, pois não se encontrava no núcleo atômico, logo, não poderia ser uma partícula mediadora.
Posteriormente, o múon foi caracterizado como um lépton carregado. Devido à segunda guerra, os estudos em torno dessas partículas foram bastante prejudicados e somente na segunda metade da década de 1940 que ocorreram novos avanços. Especificamente, algumas pesquisas estavam sendo desenvolvidas em regiões altas da Terra, pois havia a necessidade da interação de filmes fotográficos com raios cósmicos. Alguns experimentos haviam sido desenvolvidos no Himalaia pelos físicos indianos Debendra Bose e Bibha Chowdhuri. Eles observaram que no filme ficavam rastros ionizantes bastante diferentes das partículas alfa e dos prótons, sendo que a massa dessa partícula que marcava o filme era de 200 vezes a massa do elétron, ou seja, havia ali um indicativo da partícula teorizada por Yukawa.
A descoberta propriamente dita dessa partícula se deu com testes desenvolvidos na Cordilheira dos Andes, pela equipe inglesa da Universidade de Bristol, chefiada pelo físico Cecil Powell. Na equipe dele havia o jovem César Lattes, um físico experimental brasileiro. Lattes tinha se formado em física e matemática na USP, e foi convidado em 1946 a trabalhar com Giuseppe Occhialini no laboratório chefiado por Powell. Chegando lá, Lattes aprimorou a emulsão nuclear utilizada na pesquisa de Powell, adicionando mais Boro, auxiliando a detecção de partículas carregadas, em especial o méson pi, esse teste foi desenvolvido na cordilheira do Andes, na Bolívia. Estava ali descoberta uma importante partícula, e tudo isso possível unicamente pela melhoria de Lattes com a emulsão. A descoberta efetiva ocorreu no ano de 1947, sendo que Occhialini e Lattes determinaram a sua massa em torno de 139 MeV/c2.
Hoje sabemos que o existem três tipos de mésons pi, no caso o positivo, formado por um quark U e um anti-D, o negativo, formado por um quark D e um anti-U e o neutro formado por quark e antiquarks iguais. Os mésons são partículas que ajudam na interação forte, ou seja, uma espécie de força residual da força forte nuclear, mas não são caracterizados como sendo glúons. O méson pi neutro é formado por um quark de dentro de um bárion (próton ou nêutron) e um antiquark, essas partículas se deslocam de um próton para um nêutron ou vice-versa.
Em resumo, os mésons são partículas que transportam a força forte, eles ligam prótons e nêutrons propriamente dito, enquanto os glúons, são os bósons que mantém os três quarks unidos para que seja possível a formação dos prótons e dos nêutrons.

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