Força forte

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Na física, força forte é a interação entre quarks e glúons descrita pela cromodinâmica quântica. Antigamente, era entendida como a força nuclear, que ocorria entre prótons e nêutrons, até então considerados indivisíveis. Sempre foi classificada como uma interação fundamental da natureza.

A força nuclear forte é uma das quatro forças fundamentais da natureza. É também a mais forte, embora tenha um curtíssimo raio de ação de aproximadamente 10-14 metros[1] (ou 0,0001 Å ; 1 angstrom= 10-10 metros). O trabalho pioneiro sobre as forças fortes foi realizado pelo físico japonês Yukawa[2] em 1935, mas até meados da década de 1970 não havia uma teoria capaz de explicar os fenômenos nucleares. Foi então que surgiu a cromodinâmica quântica, a teoria que explica os fenômenos que ocorrem no interior do núcleo atômico. As outras forças fundamentais são força nuclear fraca, força eletromagnética e a força gravitacional.

História[editar | editar código-fonte]

Antes da década de 1970, os físicos estavam incertos acerca do mecanismo de ligação do núcleo atômico. Era claro que ele era formado por prótons e nêutrons, e que o próton tinha carga elétrica e o nêutron era eletricamente neutro. Pela compreensão física da época, os prótons deveriam se repelir e fazer o átomo decair rapidamente, mas isso não acontecia, era necessária uma nova teoria da física.

A Força Forte foi postulada[2] para explicar como o núcleo atômico continua unido apesar da mútua repulsão eletromagnética dos prótons. Essa era a hipótese da Força Forte, uma força fundamental que atuava nos nucléons (os prótons e nêutrons). Experimentos mostram que isso força os núcleons a ficarem juntos mesmo com a repulsão eletromagnética dos prótons (a Força Forte é cem vezes mais forte que a eletromagnética).

Então foi descoberto que os prótons e nêutrons não eram as partículas fundamentais, e que eram formados de quarks, e que a atração entre nucléons era efeito colateral do que ocorria dentro deles, fazendo os quarks ficarem unidos. A teoria da cromodinâmica quântica, e que os quarks transportavam o que era chamado carga de cor, embora não tenha nenhuma relação com a luz visível, quarks com cor diferentes se atraem como resultado da forte interação que é mediada por partículas chamadas de glúons.

Detalhes[editar | editar código-fonte]

Calcula-se que, dentro do núcleo, a proporção entre as forças nucleares, elétricas e gravitacionais seja de 1: 10-3 :10-39 , respectivamente.[1]

Comportamento da força forte[editar | editar código-fonte]

A interação de quarks de um nêutron deve-se à força forte.

A forte força contemporânea é descrita pela cromodinâmica quântica (sigla QCD, em inglês), sendo parte do modelo padrão da física de partículas. Matematicamente, a QCD é uma teoria de calibre não abeliana, com base em um calibre (local) de grupo de simetria chamado SU (3).

Os quarks e glúons são as únicas partículas que não têm o desaparecimento da carga e cor, podendo então participarem da forte interação, sendo que esta atua diretamente nestes.

A força forte, ao contrário das outras forças fundamentais da natureza (eletromagnética, fraca e gravidade) não fica menos poderosa com a distância de seu alcance (que é do tamanho de um hádron), a sua força de atuação é de cerca de 10000 N, em QCD isto é chamado confinamento da cor, mas implica que somente hádrons e não quarks individuais podem ser observados. A explicação é que a quantidade de trabalho realizado contra uma força de 10.000 newtons (sobre o peso de uma tonelada métrica de massa sobre a superfície da Terra) é o suficiente para criar novas partículas pelo choque entre elas. Em termos simples a própria energia aplicada para puxar dois quarks separados irá gerar um novo par de quarks. O fracasso em observar quarks livres é uma evidência desse fenômeno.

Referências

  1. a b Feltre, Ricardo (1995). Química Vol. 2 - Físico Química. São Paulo - SP: Moderna Ltda. 
  2. a b Enge, Harald (1975). Introduction to Nuclear Physics. London, UK: Addison-Wesley 

Ver também[editar | editar código-fonte]

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