Carga Elétrica Elementar
A carga elétrica elementar, comumente representada pela letra e, é a carga elétrica transportada por um único próton ou, de forma equivalente, a magnitude da carga elétrica negativa de um único elétron, que possui carga de −1 e. Essa carga elementar é uma constante física fundamental.
e = 1.602176487 × 10-19C
Um coulomb representa a negativa da carga total de aproximadamente 6 × 1018 elétrons.
Sobre a Carga Elétrica
A carga elétrica é uma quantidade física e propriedade da matéria que a faz experimentar uma força quando colocada em um campo eletromagnético. Existem dois tipos de carga elétrica: positiva, transmitida por prótons, e negativa, transmitida por elétrons. Se a carga total for zero, diz-se que é neutra. Cargas iguais se repelem e cargas opostas se atraem. Esses fatos são conhecidos como a Primeira Lei da Eletrostática, também referida como a lei das cargas elétricas.
Carga Elementar
A unidade mais fundamental de carga é a magnitude da carga de um elétron ou de um próton, denotada por e. O valor mais preciso disponível é:
e = 1.602176487 × 10-19C
Raramente encontramos cargas tão grandes quanto um coulomb. As cargas produzidas pelo atrito de objetos comuns, como um pente ou régua de plástico, são tipicamente de cerca de um microcoulomb ( C = 10-6 C) ou menos. O próton tem carga +e e o elétron -e. A carga é quantizada; ela vem em múltiplos inteiros de pequenas unidades chamadas carga elementar, e, que é a menor carga que pode existir livremente (partículas chamadas quarks têm cargas menores, múltiplos de ⅓ e, mas são encontradas apenas em combinação, e sempre combinam para formar partículas com carga inteira).
Quarks e a Estrutura Interna das Partículas
O próton tem uma composição de quarks uud, portanto, seu número quântico de carga é: q(uud) = 2/3 + 2/3 + (-1/3) = +1e. O nêutron tem uma composição de quarks udd, e seu número quântico de carga é: q(udd) = 2/3 + (-1/3) + (-1/3) = 0. Como o nêutron não possui carga elétrica líquida, ele não é afetado por forças elétricas. No entanto, o nêutron tem uma distribuição leve de carga elétrica interna devido à sua estrutura de quarks, resultando em um momento de dipolo magnético não nulo. Portanto, o nêutron também interage por meio da interação eletromagnética, mas de forma muito mais fraca que o próton.
Carga Elétrica de Antipartículas
Teoricamente, uma partícula e sua antipartícula (por exemplo, um próton e um antipróton) têm a mesma massa, mas cargas elétricas opostas, além de outras diferenças em números quânticos. Por exemplo, para cada quark, existe um tipo correspondente de antipartícula. Os antiquarks têm a mesma massa, tempo médio de vida e spin que seus respectivos quarks, mas a carga elétrica e outras cargas têm sinal oposto. Isso significa que um próton tem carga positiva enquanto um antipróton tem carga negativa e, portanto, eles se atraem. A antipartícula do elétron é chamada de pósitron; é idêntica ao elétron, exceto pelo fato de carregar cargas elétricas e outras de sinal oposto. Quando um elétron colide com um pósitron, ambas as partículas podem ser totalmente aniquiladas, produzindo fótons de raio gama.
