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Física de força forte

Física de força forte
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Anonim

Força forte, uma interação fundamental da natureza que atua entre partículas subatômicas da matéria. A força forte une os quarks em grupos para formar partículas subatômicas mais familiares, como prótons e nêutrons. Ele também mantém unido o núcleo atômico e subjacente às interações entre todas as partículas que contêm quarks.

partícula subatômica: A força forte

Embora a força forte apropriadamente denominada seja a mais forte de todas as interações fundamentais, ela, como a força fraca, é de curto alcance e

A força forte se origina em uma propriedade conhecida como cor. Essa propriedade, que não tem conexão com a cor no sentido visual da palavra, é um pouco análoga à carga elétrica. Assim como a carga elétrica é a fonte do eletromagnetismo, ou a força eletromagnética, a cor é a fonte da força forte. Partículas sem cor, como elétrons e outros leptons, não "sentem" a força forte; partículas coloridas, principalmente os quarks, "sentem" a força forte. A cromodinâmica quântica, a teoria quântica de campos que descreve interações fortes, leva o nome dessa propriedade central da cor.

Prótons e nêutrons são exemplos de bárions, uma classe de partículas que contêm três quarks, cada um com um dos três valores possíveis de cor (vermelho, azul e verde). Os quarks também podem ser combinados com antiquarques (suas antipartículas, de cor oposta) para formar mésons, como pi e K. Bárions e mésons têm uma cor líquida zero, e parece que a força forte permite que apenas existam combinações com cor zero. Tentativas de eliminar quarks individuais, em colisões de partículas de alta energia, por exemplo, resultam apenas na criação de novas partículas “incolores”, principalmente mésons.

Em interações fortes, os quarks trocam glúons, portadores da força forte. Os glúons, como os fótons (as partículas mensageiras da força eletromagnética), são partículas sem massa com uma unidade inteira de rotação intrínseca. No entanto, diferentemente dos fótons, que não são eletricamente carregados e, portanto, não sentem a força eletromagnética, os glúons carregam cores, o que significa que eles sentem a força forte e podem interagir entre si. Um resultado dessa diferença é que, dentro de seu curto alcance (cerca de 10 a 15 metros, aproximadamente o diâmetro de um próton ou nêutron), a força forte parece se tornar mais forte com a distância, ao contrário das outras forças.

À medida que a distância entre dois quarks aumenta, a força entre eles aumenta, assim como a tensão em um pedaço de elástico à medida que suas duas extremidades são separadas. Eventualmente, o elástico irá quebrar, produzindo duas peças. Algo semelhante acontece com os quarks, pois com energia suficiente não é um quark, mas um par de quarks-antiquark que é "puxado" de um aglomerado. Assim, os quarks parecem sempre estar trancados dentro dos mésons e bárions observáveis, um fenômeno conhecido como confinamento. A distâncias comparáveis ​​ao diâmetro de um próton, a forte interação entre quarks é cerca de 100 vezes maior que a interação eletromagnética. Em distâncias menores, no entanto, a força forte entre os quarks se torna mais fraca e os quarks começam a se comportar como partículas independentes, um efeito conhecido como liberdade assintótica.