Ciências e Tecnologia » Física » A interação nuclear forte | Força nuclear forte

A interação nuclear forte | Força nuclear forte

A interação nuclear forte ou força nuclear forte é uma das quatro interações fundamentais da natureza, sendo as outras o eletromagnetismo, a interação fraca e a gravitação. Na escala atômica, é cerca de 100 vezes mais forte do que o eletromagnetismo, que por sua vez é ordens de magnitude mais forte do que a interação força fraca e gravitação.

A interação forte é observável em duas áreas: em uma escala maior (cerca de 1 a 3 femtometros (FM)), é a força que une prótons e nêutrons (núcleons) em conjunto para formar o núcleo de um átomo. Na escala menor (menos do que cerca de 0,8 fm, o raio de um núcleon), que é a força (realizado por glúons) que detém quark em conjunto para formar prótons, neutrons e outras partículas hadrônicas.

No contexto de prótons e nêutrons se unindo para formar átomos, a interação forte é chamada de força nuclear (ou força forte residual). Neste caso, é o resíduo da forte interação entre os quarks que formam os prótons e nêutrons. Como tal, a interação forte residual obedece a um comportamento muito dependente de distâncias diferentes entre os núcleos, quando se está atuando para ligar os quarks dentro deles. A energia de ligação relacionada com a força forte residual é usada na energia nuclear e armas nucleares.

História da força nuclear forte

Os experimentos feitos por Ernest Rutherford (1871-1937) mostraram que os átomos não são elementares, mas são constituídos por partículas menores, pois existe um núcleo central extremamente pequeno e denso, e neste núcleo orbitam os elétrons.

Ele bombardeou átomos de uma fina folha metálica, com um feixe de partículas alfa, descobrindo que os núcleos eram bastantes pequenos, com raio entre 10-12 e 10-13 cm. Ele também verificou que a maioria das partículas atravessava a citada folha metálica, sem quase nenhum desvio, entretanto, umas poucas partículas eram praticamente rebatidas para a fonte. A partir de tais observações, ele concluiu que átomos se estruturavam como diminutos sistemas solares. (Rocha, 2002. P. 317)

Forca Nuclear Forte, interação nuclear forte - A concepção de átomo de RutherfordRutherford propôs a partir de seus resultados experimentais um novo modelo atômico afirmando que os átomos eram diminutos sistemas solares e que o núcleo é fixo semelhante ao Sol, e os elétrons seriam similares aos planetas, que giram ao redor do Sol, e logo os elétrons também “girariam” em tais órbitas circulares ao redor do núcleo do átomo.

Mais tarde com pesquisas de James Chadwick (1891-1974) foi revelado que o núcleo era constituído por partículas ainda menores, chamadas convencionalmente de prótons e nêutrons; uma dupla de “objetos” com massas aproximadas, onde o próton difere do nêutron por ser carregado positivamente enquanto que aquele é eletricamente neutro. Uma pergunta então surge neste contexto: o que mantem o núcleo unido (prótons e nêutrons ligados)? A resposta então é a interação nuclear forte, responsável pela concisão do núcleo. Há um fator decisivo nessa interação – seu pequeno alcance.

Os quarks e a interação nuclear forte

Pesquisas posteriores indicaram que prótons e nêutrons não fossem partículas elementares, pois os mesmos são formados por entidades ainda menores e mais primordiais. Essas novas partículas formadoras receberam o nome de quarks. Existem seis quarks conhecidos, são eles: Up (u), Down (d), Strange (s) Charme (c), Top (t) e Bottom (b); acredita-se que talvez estes sejam elementares e pontuais, ou seja, não são constituídos por outras partículas. Os quarks se dividem em três dubletos (dupla de objetos), são eles (u, d), (c, s) e (t, b).

Um próton é formado por dois quarks up e um quark down: p= (u, d, u). Um nêutron é composto por dois quarks down e um quark up: n= (d, u, d).

  1. SALAM, A.; HEISENBERG, K. W.; DIRAC, P. A. M.; tradução, BORGES, M. L. X. A. A unificação das forças fundamentais: o grande desafio da física contemporânea. Rio de Janeiro: Jorge Zahar Ed., 1993.
  2. HEWITT, P. G.. Física conceitual. Trad. Trieste Freire Ricci e Maria Helena Gravina. -9ª edição. Porto Alegre: Bookman, 2002.

Este artigo sobre magnetismo escrito com a colaboração de Daniel Mendes Costa Junior.

Compartilhe issoShare on FacebookTweet about this on TwitterPin on PinterestShare on StumbleUponShare on LinkedInShare on RedditEmail this to someoneShare on Google+

Escrito por Ronaldo Rego

Estudante de graduação em física no Instituto Federal do Maranhão - IFMA, astrônomo amador e amante da ciência.

2 Comentários

  1. Hugo Schumacher

    Semelhante ao que meus Prof de Química e Física me ensinaram no antigo segundo grau, apesar de toda a precariedade da época! Infelizmente, no nosso País, Educação não é prioridade e os Professores trabalham pelo AMOR à profissão!

  2. Pedro Henrique

    Sou professor de Química, AMO A EDUCAÇÃO e infelizmente concordo com você Hugo, no nosso país o que falta é a VALORIZAÇÃO SOCIAL da profissão do professor, a nossa sociedade não dá valor devido à esta profissão que é de TAMANHA IMPORTÂNCIA SOCIAL. Para mim a EDUCAÇÃO de verdade começa em CASA com os pais ensinando os filhos a devida importância da educação escolar e da busca pelo conhecimento. Abraço.

Seu comentário é bem vindo

O seu endereço de email não será publicado. Campos obrigatórios marcados com *

*

A interação nuclear forte ou força nuclear forte é uma das quatro interações fundamentais da natureza é usada na energia nuclear e armas nucleares.