Até onde se sabe, em 2026, o quark top é a partícula elementar mais pesada conhecida. Uma partícula elementar não é feita de nada menor, até onde os experimentos conseguem indicar. O quark top não tem tamanho medido, então o 1 yoctômetro mostrado acima é apenas um valor convencional, e não uma medida. Ele representa um tamanho muito menor do que qualquer experimento consegue detectar.

Tamanho

Um yoctômetro equivale a 10⁻²⁴ metros, um trilionésimo de um trilionésimo de metro. Nenhum experimento mediu um tamanho para o quark top, nem para nenhum outro quark. Em todos os testes realizados até agora, os quarks se comportam como pontos.

Os físicos buscam o tamanho de uma partícula disparando outras partículas contra ela e observando como elas ricocheteiam. O experimento ZEUS estudou colisões entre elétrons e prótons no acelerador HERA e não encontrou nenhum sinal de que os quarks dentro dos prótons tivessem algum tamanho. Em 2016, ele relatou que o raio desses quarks, se é que eles têm algum, deve ser menor que 4,3 × 10⁻¹⁹ metros. Esse é um limite superior, não um tamanho, e vem dos quarks encontrados dentro dos prótons, não do quark top.

Comparações de tamanho

O limite superior para os quarks dentro dos prótons, com cerca de 8,6 × 10⁻¹⁹ metros de largura, é cerca de 860.000 vezes o valor do explorador.
Um próton, com cerca de 1,7 femtômetro (1,7 × 10⁻¹⁵ metros) de largura, é cerca de 2.000 vezes mais largo que esse limite superior para um quark.
O 1 yoctômetro do explorador é cerca de 60 bilhões de vezes o comprimento de Planck, 1,6 × 10⁻³⁵ metros, o próximo objeto menor no explorador.
Se 1 yoctômetro fosse ampliado ao tamanho da largura de um fio de cabelo humano, cerca de 0,1 milímetro, um próton teria cerca de 170 quilômetros de largura, e o cabelo teria a largura de cerca de um ano-luz.

A partícula mais pesada conhecida

O Particle Data Group, que reúne as medições de partículas feitas ao redor do mundo, atribui ao quark top uma massa de 172,56 ± 0,31 GeV. Os físicos de partículas medem a massa nessas unidades de energia, e um GeV equivale a um bilhão de elétrons-volts. A massa do quark top é próxima à de um átomo inteiro de ouro. É cerca de 40 vezes a massa do quark bottom, o próximo quark mais pesado.

Ser pesado não torna o quark top grande. Massa e tamanho são propriedades diferentes, e nenhum quark, pesado ou leve, mostrou qualquer tamanho em experimentos.

Uma partícula que mal dura

Cientistas dos experimentos CDF e DZero anunciaram a descoberta do quark top em 2 de março de 1995. Eles o encontraram no acelerador Tevatron, do Fermilab, que colidia prótons com antiprótons. Hoje, o Large Hadron Collider, no CERN, produz quarks top em pares, principalmente a partir de colisões entre glúons, as partículas que mantêm os quarks unidos.

Um quark top decai em menos de 10⁻²⁴ segundos, transformando-se em um bóson W e um quark bottom. Outros quarks se combinam para formar partículas maiores, chamadas hádrons, como os prótons, mas isso leva várias vezes 10⁻²⁴ segundos. O quark top decai antes de conseguir se juntar a algum deles. Ele tem vida curta demais para ser observado diretamente, então os experimentos o identificam pelas partículas em que ele decai.

Fontes

Summary Tables: Quarks. Particle Data Group, 2025.
Limits on the effective quark radius from inclusive ep scattering at HERA. ZEUS Collaboration, Physics Letters B, 2016.
The Last Quark. ATLAS Experiment, CERN, 2021.
Twenty-fifth anniversary of the discovery of the top quark at Fermilab. Fermilab, 2020.
Scientists recall the discovery of the top quark 30 years ago at Fermilab. Fermilab, 2025.
SI prefixes. International Bureau of Weights and Measures.
Proton rms charge radius. NIST CODATA, 2022.
Planck length. NIST CODATA, 2022.
Atomic mass constant energy equivalent in MeV. NIST CODATA, 2022.
Gold. Commission on Isotopic Abundances and Atomic Weights, 2017.
Measuring the Universe. International Astronomical Union.
Just How Small Is "Nano"?. National Nanotechnology Initiative.

Report a Problem

for Quark top