Partícula
Nas ciências físicas, uma partícula é um pequeno objeto localizado que pode ser descrito por diversas propriedades físicas ou químicas, como volume, densidade ou massa. Elas variam muito em tamanho ou quantidade, desde partículas subatômicas, como o elétron, até partículas microscópicas, como átomos e moléculas, e partículas macroscópicas, como pós e outros materiais granulares. As partículas também podem ser usadas para criar modelos científicos de objetos ainda maiores, dependendo de sua densidade, como humanos se movendo em uma multidão ou corpos celestes em movimento.
O conceito de partículas é especialmente útil na modelagem da natureza, pois o tratamento completo de muitos fenômenos pode ser complexo e também envolver cálculos difíceis. Ele pode ser usado para fazer suposições simplificadoras sobre os processos envolvidos. Francis Sears e Mark Zemansky, em University Physics, dão o exemplo do cálculo do local de aterrissagem e da velocidade de uma bola de beisebol lançada ao ar. Eles gradualmente despojam a bola de beisebol da maioria de suas propriedades, primeiro idealizando-a como uma esfera rígida e lisa, depois negligenciando a rotação, a flutuabilidade e o atrito, reduzindo, em última análise, o problema à balística de uma partícula pontual clássica. O tratamento de um grande número de partículas é o domínio da física estatística.
Tamanho
O termo "partícula" é geralmente aplicado de forma diferente a três classes de tamanhos. O termo partícula macroscópica geralmente se refere a partículas muito maiores que átomos e moléculas. Estas são geralmente abstraídas como partículas pontuais, embora tenham volumes, formas, estruturas, etc. Exemplos de partículas macroscópicas incluem pó, poeira, areia, pedaços de detritos durante um acidente de carro ou mesmo objetos tão grandes quanto as estrelas de uma galáxia. Outro tipo, partículas microscópicas, geralmente se refere a partículas com tamanhos que variam de átomos a moléculas, como dióxido de carbono, nanopartículas e partículas coloidais. Essas partículas são estudadas na Química, bem como nas físicas atômica e molecular.
Composição
As partículas também podem ser classificadas de acordo com a composição. Partículas compostas referem-se a partículas que têm composição – ou seja, partículas que são feitas de outras partículas. Por exemplo, um átomo de carbono-14 é feito de seis prótons, oito nêutrons e seis elétrons. Em contraste, partículas elementares (também chamadas de partículas fundamentais) referem-se a partículas que não são feitas de outras partículas. De acordo com nossa compreensão atual do mundo, apenas um número muito pequeno delas existe, como léptons, quarks e glúons. No entanto, é possível que algumas delas possam ser partículas compostas, afinal, e apenas pareçam elementares para os cientistas agora. Embora partículas compostas possam frequentemente ser consideradas pontuais, embora tenham estrutura interna, descobriu-se até agora que partículas elementares não têm estrutura.
Estabilidade
Sabe-se que partículas elementares (como múons) e compostas (como núcleos de urânio) sofrem decaimento de partículas. Aquelas que não sofrem são chamadas de partículas estáveis, como o elétron ou um núcleo de hélio-4. O tempo de vida de partículas estáveis pode ser infinito ou longo o suficiente para dificultar tentativas de observar tais decaimentos. Neste último caso, essas partículas são chamadas de "observacionalmente estáveis". Em geral, uma partícula decai de um estado de energia alta para um estado de baixa energia emitindo alguma forma de radiação, como a emissão de fótons.
Imagem: Ministério da Ciência, Tecnologia, Inovações e Comunicações · BY · Openverse
Na física computacional, simulações de N-corpos (também chamadas de simulações de N-partículas) são simulações de sistemas dinâmicos de partículas sob a influência de certas condições, como estar sujeito à gravidade. Essas simulações são comuns na cosmologia e na dinâmica de fluidos computacional. N refere-se ao número de partículas consideradas. Como simulações com N mais alto são mais intensivas em termos computacionais, sistemas com grande número de partículas reais frequentemente serão aproximados a um número menor de partículas, e os algoritmos de simulação precisam ser otimizados por meio de vários métodos.
Imagem: UPV Campus Gandia · BY-NC-SA · Openverse
Partículas coloidais são os componentes de um coloide. Um coloide é uma substância microscopicamente dispersa uniformemente por outra substância. Tal sistema coloidal pode ser sólido, líquido ou gasoso; bem como contínuo ou disperso. As partículas da fase dispersa têm um diâmetro entre aproximadamente 5 e 200 nanômetros. Partículas solúveis menores que isso formarão uma solução em oposição a um coloide. Sistemas coloidais (também chamados de soluções coloidais ou suspensões coloidais) são o assunto da ciência de coloide e interface. Sólidos suspensos podem ser mantidos em um líquido, enquanto partículas sólidas ou líquidas suspensas em um gás formam um aerossol. As partículas também podem ser suspensas na forma de material particulado atmosférico, o que pode constituir poluição do ar. Partículas maiores podem, de forma semelhante, formar detritos marinhos ou detritos espaciais. Um conglomerado de partículas sólidas discretas e macroscópicas pode ser descrito como um material granular.
