Interacțiune puternică

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare


În fizică , interacțiunea puternică (numită și forță puternică sau forță cromatică ) este una dintre cele patru interacțiuni fundamentale cunoscute.

Nucleul atomic de heliu format din 2 protoni și doi neutroni . Protonii au o sarcină electrică pozitivă similară, dar interacțiunea puternică împiedică separarea lor, ceea ce s-ar datora forței electromagnetice . Această reprezentare este artistică, în realitate nucleul are o simetrie sferică (adică este un amestec dinamic de quarcuri ). Scara este de 1 Å , adică 0,1nm sau 100pm (vezi sub metru ).

Poate fi observat la o scară mai mică între quarcii care constituie același proton sau neutron și alte particule, sau la o scară mai mare între quarcii diferiților protoni și neutroni din nucleul atomic , unde vorbim mai corect despre forța nucleară puternică sau forța puternică. rezidual . În primul caz, particulele care mediază interacțiunea sunt gluonii , în al doilea pioni .

La fel ca toate interacțiunile dintre particulele subnucleare, interacțiunea puternică este tratată de o teorie cuantică a câmpului în cadrul modelului standard , în special de cromodinamica cuantică (QCD).

Proprietate

Forța puternică a fost atât de definită, deoarece este cea mai puternică forță dintre cele patru forțe fundamentale ale naturii. Se mai numește rezistență cromatică, deoarece încărcăturile care îl generează se comportă în mod similar cu culorile primare (prin urmare, ne referim la culori într-un sens abstract, fără ca aceasta să aibă vreo relație cu culorile înțelese în mod obișnuit [1] ). Valoarea sa este de aproximativ 100 de ori mai mare decât a forței electromagnetice , de aproximativ 10 de 5 ori mai mare decât a forței slabe și de 10 de 39 de ori cea a gravitației .

Interacțiunea puternică are loc între quark (mediat de gluoni) și între nucleoni (mediat de pioni), făcând posibilă existența nucleului atomic. Considerat nucleul oricărui atom , acesta va fi compus dintr-un număr de protoni egal cu numărul atomic și un număr de neutroni egal cu numărul de masă minus numărul de protoni. Deoarece protonii sunt încărcați pozitiv (cu sarcină egală cu e + , unde e este valoarea în modul a sarcinii electrice a electronului ), dacă doi sau mai mulți protoni sunt prezenți în același nucleu, vor avea tendința să se respingă reciproc datorită la acțiunea forței. respingătoare electromagnetică care se stabilește între electric încărcate organismele cu același semn. Un miez în care acționa doar forța electromagnetică ar fi destinat să fie dezintegrat de aceste forțe respingătoare. În schimb, neutronii neutri din punct de vedere electric nu au activitate de respingere electromagnetică.

Prin urmare, este necesar să se introducă un nou mecanism pentru a explica existența nucleelor ​​atomice în care sunt prezenți doi sau mai mulți protoni. Faptul că nucleul continuă să existe este atribuit acțiunii atractive operate de o forță numită „forță nucleară puternică”, care este reziduul interacțiunii puternice care are loc între quarkii care formează protoni și neutroni. Gluonii efectuează o acțiune de „lipici” (de unde și numele lor: lipici = lipici) între quarcii care alcătuiesc nucleonii ; împărtășirea gluonilor generează un câmp atractiv care se opune forțelor electrodinamice respingătoare dintre nucleoni și această forță atractivă se produce prin schimbul de pioni. Forța nucleară puternică a fost inițial ipotezată de Ettore Majorana .

Interacțiunea puternică este radical diferită de interacțiunea electromagnetică. Ambele au loc prin particule cu masă zero de repaus : interacțiunea electromagnetică cu schimbul cuantic de fotoni , care nu au încărcare, în timp ce interacțiunea puternică cu schimbul de gluoni, având o sarcină numită „ culoare ”, de o natură diferită de cea electrică , care se schimbă continuu odată cu transferul de gluoni între quarcuri, care la rândul lor au o încărcare de culoare. O altă caracteristică fundamentală a interacțiunilor puternice se referă la faptul că quark-urile nu se manifestă niciodată izolat: de fapt, cu cât se încearcă separarea lor, cu atât câmpul de forță este mai opus pentru a crea altele noi. La fel cum culorile reale în ansamblu dau albul „necolor”, tot așa grupurile de particule nu prezintă niciodată un exces de încărcare totală a culorilor.

Notă

  1. ^ RP Feynman, QED: The Strange Theory of Light and Matter , Princeton University Press, 1985, p. 136, ISBN 0-691-08388-6 .
    „Fizicienii, incapabili să vină cu alte frumoase cuvinte grecești, au numit acest tip de polarizare sub numele nefericit de„ culoare ”, care nu are nimic de-a face cu culoarea în sensul normal al termenului. .

Bibliografie

Elemente conexe

Alte proiecte

linkuri externe

Controlul autorității Tezaur BNCF 38195 · LCCN (EN) sh98005979 · GND (DE) 4182921-9 · BNF (FR) cb119927693 (data)