interacção nuclear forte - Wikilingue - Encydia
A interacção nuclear forte é uma das quatro "forças" ou interacções fundamentais que o modelo regular da física estabelece para explicar as interacções entre as partículas conhecidas.
Esta força é a responsável por manter unidos aos nucleones (protón e neutrón) que coexisten no núcleo atómico, vencendo à repulsión electromagnética entre os protones que possuem ónus eléctrica do mesmo signo (positiva) e fazendo que os neutrones, que não têm ónus eléctrica, permaneçam unidos entre si e também aos protones.
Os efeitos desta força de interacção só se apreciam a distâncias muito pequenas (menores a 1 fm), do tamanho dos núcleos atómicos e não se percebem a distâncias maiores a 1 fm. A esta característica conhece-se-lhe como ser de curto alcance, em contraposição com a força gravitatoria ou a força electromagnética que são de longo alcance (realmente o alcance destas duas é infinito).
Conteúdo |
História
Dantes da década dos 1970 supunha-se que o protón e o neutrón eram partículas fundamentais. Então a expressão força forte referia-se ao que hoje em dia se denomina força nuclear ou força forte residual.
O observable nos experimentos realizados nessas datas eram os efeitos que essa força produzia sobre os componentes do núcleo, efeitos residuales da força forte que actua sobre os hadrones, já sejam bariones ou mesones.
Esta força forte se postuló de forma teórica para compensar as forças electromagnéticas repulsivas que se sabia que existiam no interior do núcleo ao descobrir que este estava composto por protones de ónus eléctrica positiva e neutrones de ónus eléctrica nula. Se postuló também que seu alcance não podia ser maior que a próprio rádio do núcleo para que outros núcleos próximos não a sentissem, já que se tivesse um alcance maior todos os núcleos do universo ter-se-iam colapsado para formar um grande conglomerado de massa nuclear. Denominou-lha naquele tempo força forte.
Depois da descoberta dos quarks em 1963 , os cientistas ajustaram a teoria para que a força actuasse realmente sobre os quarks e gluones que formavam protones e neutrones. Durante algum tempo depois denominou-se força forte residual à que anteriormente se tinha chamado força forte, chamando à nova interacção forte força de cor.
Cromodinámica cuántica
A teoria da cromodinámica cuántica (suas siglas em inglês são QCD), que é parte do modelo regular da física de partículas, é uma teoria gauge não abeliana baseada em um grupo de simetría local (gauge) chamado SEU (3). Todas as partículas que fazem parte desta teoria interaccionan unas com as outras mediante a força forte. A força desta interacção se parametriza através da constante de acoplamento forte. Esta força vê-se modificada, como é usual, pelo ónus de cor da partícula. Realmente isto se refere a uma propriedade teórica dos grupos cujo significado se explica no ónus de cor.
Esta teoria explica as interacções fortes entre partículas nucleares em função da "força de cor" entre quarks e antiquarks (as partículas constituintes dos protones e neutrones). Aos quarks e antiquarks, além das outras características atribuídas ao resto de partículas, atribui-se-lhes uma característica nova, o "ónus de cor" e a interacção forte entre eles se transmite mediante outras partículas, telefonemas gluones. Estes gluones são electricamente neutros, mas também têm ónus de cor" e por isso também estão submetidos à força forte. A força entre partículas com ónus de cor é muito forte, bem mais que a electromagnética ou a gravitatoria.
Os quarks e os gluones são as únicas partículas fundamentais que contêm ónus de cor não nula, e que portanto participam nas interacções fortes.
Os gluones, partículas portadoras da força nuclear forte, que mantêm unidos aos quarks para formar outras partículas, como se explicou, também têm ónus de cor e por tanto podem interaccionar entre si. Um efeito que derivaria disto é a existência teórica de agrupamentos de gluones (glubolas).
Força nuclear forte como força residual
A força que faz que os constituintes do núcleo de um átomo permaneçam unidos está associado à interección nuclear forte. Ainda que hoje em dia sabemos que esta força que mantém unidos a protones e neutrones no núcleo é uma força residual da intereacción entre os quarks e os gluones que compõem ditas partículas (up e down). Seria similar ao efeito das forças de enlace que aparecem entre os átomos para formar as moléculas, em frente à interacção eléctrica entre o ónus eléctricos que formam esses átomos (protones e elétrons), mas sua natureza é totalmente diferente.
Dantes da cromodinámica cuántica considerava-se que esta força residual que mantinha unidos os protones do núcleo era a esencia da interacção nuclear forte, ainda que hoje em dia se assume que a força que une os protones é um efeito secundário da força de cor entre quarks, pelo que as interacções entre quarks se consideram um reflito mais fundamental da força forte.
Veja-se também
- Forças fundamentais
- força nuclear débil, interacção electromagnética e gravidade
- Modelo regular de física de partículas e sua teoria de campos.
- Teoria cuántica de campos e teoria gauge
- Cromodinámica cuántica e quark
- Força entre nucleones e física nuclear
- Energia de enlace
- Forças nucleares
- Superfuerza
Referências
- David J. Griffiths, 1987. Introdução às partículas elementares. John Wiley & Sons. ISBN 0-471-60386-4 (em inglês)
- Gordon L. Kane (1987). Física de partículas elementar moderna, Perseus Books. ISBN 0-201-11749-5.
- Richard Morris, 2003. Os últimos bruxos: A viagem desde a alquímia à tabela periódica. Washington DC: Joseph Henry Press. ISBN 0-309-50593-3 (em inglês)
Enlaces externos
- MISN-0-280: A interacção forte por J.R. Christman para Project PHYSNET (em inglês).
