A massa de um nêutron e de um próton é maior que a massa de um elétron devido às diferentes composições e estruturas dessas partículas subatômicas. Aqui estão os motivos:
1. Quarks: Nêutrons e prótons são compostos de partículas menores chamadas quarks. Quarks são os blocos de construção fundamentais dos hádrons, que incluem prótons e nêutrons. Existem seis tipos de quarks:up, down, estranho, charme, top e bottom. Prótons e nêutrons são compostos de diferentes combinações de quarks up e down.
- Um próton é composto por dois quarks up e um quark down, denotados como (uud).
- Um nêutron é composto por um quark up e dois quarks down, denotados como (udd).
Os elétrons, por outro lado, são partículas elementares e não são compostos de partículas menores. São consideradas partículas pontuais sem estrutura interna.
2. Equivalência Massa-Energia: De acordo com o princípio de equivalência massa-energia de Einstein (E=mc²), massa e energia são equivalentes. A massa de uma partícula é uma medida do seu conteúdo energético.
A massa restante de um elétron é muito pequena, aproximadamente 9,109 × 10⁻³¹ quilogramas. Isso ocorre porque os elétrons têm um conteúdo de energia muito baixo em comparação com prótons e nêutrons. A energia associada ao movimento do elétron e às interações eletromagnéticas é muito maior do que a energia de sua massa em repouso.
Em contraste, prótons e nêutrons têm uma massa de repouso muito maior que os elétrons. Isso ocorre porque os quarks que constituem os prótons e nêutrons são mais massivos que os elétrons. Além disso, a força nuclear forte, que une os quarks dentro dos prótons e nêutrons, contribui para o aumento da sua massa.
Comparação de massas: - Elétron:A massa de um elétron é aproximadamente 9,109 × 10⁻³¹ quilogramas ou 1/1836 vezes a massa de um próton.
- Próton:A massa de um próton é de aproximadamente 1,6726 × 10⁻²⁷ quilogramas.
- Nêutron:A massa de um nêutron é de aproximadamente 1,6749 × 10⁻²⁷ quilogramas, ligeiramente mais pesado que um próton devido à presença de um quark down adicional.
Em resumo, a maior massa de nêutrons e prótons em comparação com os elétrons pode ser atribuída à presença de quarks, os blocos de construção fundamentais dos hádrons, e ao princípio de equivalência massa-energia, que relaciona a massa ao conteúdo energético.
